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양자 컴퓨팅과 에너지 최적화:
무어의 법칙을 넘어서는 미래
아하론 에텐고프(Aharon Etengoff), 마우저 일렉트로닉스
무어의 법칙이 적용되는 주기가 점차
길어지는 와중에 넷제로 배출 경쟁이
뜨거워지는 세계에서 양자 컴퓨팅이
희망의 등불로 떠오릅니다. 태양광,
풍력 등 재생 에너지원이 엄청난
진전을 보이고 있지만, 인류가 사용하는
에너지는 대부분 여전히 화석 연료에
의존하고 있습니다. 정치적 역학 관계,
경제적 변동, 고전적인 폰 노이만
컴퓨팅의 한계 등의 도전이 종종
장애물이 되어 왔습니다. 하지만 양자
시스템의 새벽이 밝아오며 혁신적인
변화를 약속합니다. 양자 시스템은
시들해지고 있는 무어의 법칙에 활력을
줄 뿐 아니라 에너지를 활용하고
최적화하는 방식에 혁명을 일으킬
잠재력도 가지고 있습니다. 효율적인
태양 전지 및 배터리 개발에서 가정과
기업의 에너지 소비 최적화에 이르기까지,
양자 컴퓨팅은 지속 가능한 미래를 향한
여정의 핵심으로 자리잡을 태세입니다.
여러 상태를 동시에 표현할 수 있는
양자 비트의 독보적인 능력을 활용하는
양자 시스템은 종래의 컴퓨터로는 꿈만
꿀 수 있었던 수준의 병렬 처리 능력을
제공합니다. 따라서 첨단 반도체 공정을
위한 분자 역학 시뮬레이션이나 수백만
개의 엔드포인트에 걸친 에너지 소비
최적화와 같은 작업을 단 몇 밀리초
이내에 수행할 수 있습니다. 이 주제를
더 심도 있게 살펴보면서 양자 컴퓨팅이
어째서 단지 연산 능력의 업그레이드가
아니라 에너지 최적화와 지속 가능성에
대한 접근 방식을 재정의할 수 있는
패러다임 전환인지 살펴보겠습니다.
점점 퇴색되어 가는 무어의 법칙을
강화하고 거의 즉각적인 컴퓨팅의
새로운 시대를 열어 양자 시스템이
더욱 친환경적이고 지속 가능한
미래를 건설하는 데 어떤 도움을
줄 수 있는지 살펴보겠습니다.
비약적 발전을 가져온 무어의 법칙
수십 년 동안 기술계는 무어의
법칙이라는 물결을 타고서 마이크로칩의
트랜지스터 수가 꾸준히 두 배씩
증가하고 대략 2년마다 컴퓨팅 성능이
연이어 폭증하는 과정을 지켜봤습니다.
그러나 나노미터 스케일링의 경계에
접근하고 옹스트롬 수준의 스케일링으로
전환함에 따라, 한때는 안정적으로
성장하던 무어 법칙의 리듬이
흔들리는 조짐을 보입니다. 이러한
경계를 재정의할 태세를 갖춘 양자
컴퓨팅의 세계로 진입할 때입니다.
무어의 법칙이 황혼기에 접어들면서 양자
시스템이 게임 체인저로 등장합니다.
양자 시스템은 전통적인 폰 노이만
아키텍처의 제약 조건을 벗어나 오늘날의
슈퍼컴퓨터로도 해결하는 데 수십 년이
필요할지도 모를 복잡한 문제를 순식간에
풀 수 있습니다. 양자 시스템의 중심에는
양자 비트, 즉 큐비트가 있습니다. 0이나
1을 나타내는 고전적인 컴퓨터의 이진
비트와는 달리, 큐비트는 중첩을 통해
