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양자 웹: 더 큰 규모의 시스템을 위한 양자
프로세서 상호 연결
아하론 에텐고프(Aharon Etengoff), 마우저 일렉트로닉스
신약 개발 가속화에서 인공지능과
암호화의 발전에 이르기까지, 양자
컴퓨팅은 전 세계 수십억 명의
삶에 긍정적인 영향을 미칠 준비를
갖추었습니다. 과거엔 며칠, 몇 개월,
몇 년은 걸리던 복잡한 작업을 양자
컴퓨터로는 몇 밀리초 만에 빠르게
완료할 수 있습니다. 예를 들어, 2023
년 7월 Google의 양자 시스템은
세계에서 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터가
완료하기까지 47년 이상은 족히 걸렸을
일련의 복잡한 연산을 즉각적이고
정확하게 처리함으로써 세계 최고의
슈퍼 컴퓨터를 훌쩍 능가했습니다.
우리가 매일 사용하는 노트북, 스마트폰,
태블릿만큼 양자 컴퓨팅 시스템이
보편적인 시스템이 되려면 시간이 어느
정도 걸리겠지만, 브라이튼에 본사를
둔 스타트업 Universal Quantum의
Sebastian Weidt CEO는 수천 개의
양자 비트(큐비트)를 사용하는 양자
컴퓨터가 "고전적인 컴퓨터로는 결코
해내지 못할 방식으로 사회에 큰 가치를
제공하는" 흥미로운 미래를 예견합니다.
McKinsey에 따르면, 2030년까지
5,000대의 양자 컴퓨터가 운영될
가능성이 있으며 2035년에는 전문화된
하드웨어와 소프트웨어의 가용성이
더욱 확대될 가능성이 있다고 합니다.
그러나 시스템 설계자는 양자 프로세서를
상호 연결하여 수천 큐비트로 구동되는
대규모의 내결함 시스템을 개발함으로써
이처럼 점진적인 타임라인을
잠재적으로 가속화할 수 있습니다.
양자 프로세서 상호 연결의 장점과
과제는 무엇인지 궁금하실 수도 있습니다.
현재의 상호 연결 기술을 자세히
살펴보고 미래에는 양자 시스템을 어떻게
설계할 수 있을지 살펴보겠습니다.
왜 상호 연결 양자
프로세서일까요?
고전적이거나 기존의 폰 노이만 컴퓨팅은
0 또는 1로 저장된 비트를 활용합니다. 두
가지 상태(0 또는 1) 중 하나일 수 있는
고전적인 비트와 달리, 큐비트는 두 상태
모두 동시에 중첩되어 존재합니다. 이를
통해 양자 컴퓨터는 한 번에 엄청나게
수많은 가능성을 처리할 수 있는데, 바로
양자 병렬 처리라고 알려진 기술입니다.
더욱이, 큐비트는 얽힐 수 있습니다. 즉,
한 큐비트의 상태는 고도로 조정된 연산
과정을 지원하기 위해 다른 큐비트의
상태에 따라 달라진다는 의미입니다.
양자 시스템은 계속 발전하고 있지만
대부분의 양자 프로세서에는 현재
제한된 수의 큐비트만 있습니다. 단일
양자 시스템에서 여러 프로세서를
상호 연결하면 큐비트 수가 상당히
늘어나는 동시에 온칩 메모리와 같은
중요한 연산 리소스에 대한 액세스가
강화됩니다. 간단히 말해, 양자 시스템은
이 접근 방식을 통해 보다 광범위한
