[대한민국 과학기술 대전] 정연욱 교수 "양자 컴퓨터, 기존 컴퓨터 대체 못할 것"
[대한민국 과학기술 대전] 정연욱 교수 "양자 컴퓨터, 기존 컴퓨터 대체 못할 것"
  • 최종원 기자
  • 승인 2021.12.23 18:03
  • 수정 2021.12.24 05:35
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양자컴퓨터 상용화를 핵심 사업으로 추진하고 있는 선다 피차이(Sundar Pichai) 구글 최고경영자. [사진=Technologyreview]
양자컴퓨터 상용화를 핵심 사업으로 추진하고 있는 선다 피차이(Sundar Pichai) 구글 최고경영자. [사진=Technologyreview]

# 라틴어에서 단위라는 뜻을 지닌 양자는 더이상 쪼갤 수 없는 작용단위를 의미한다. 20세기 초 막스 플랑크(Max Plank)가 흑체에 대한 연구를 시작하며 태동한 양자역학은, 뉴턴의 운동법칙과 같은 고전물리학으로 설명할 수 없는 양자 세계의 원리를 밝혀내는 학문이다. 하이젠베르크, 닐스 보어, 슈뢰딩거, 아인슈타인 등 현대 물리학자들에 의해 양자역학은 눈부신 발전을 거듭했고 '양자'라는 단어는 과학을 넘어 다양한 분야에서 널리 쓰이고 있다.

세계 최대 IT 공룡들이 최고의 과학기술자들을 영입해 양자컴퓨터 상용화 '전초전'을 벌이고 있다. IBM, 구글(Google), 마이크로소프트(MS), 인텔(Intel)부터 전자상거래 기업 '아마존(Amazon)'까지 앞다투어 개발에 뛰어드는 추세다.

양자컴퓨터는 인류의 미래를 책임질 초(超)고도화된 첨단 컴퓨터로, 양자역학의 원리에 따라 작동돼 기존의 방식으로 해결할 수 없었던 다양한 문제를 해결할 수 있게 된다.

기존 컴퓨터는 이진법에 의해 작동되어 0과 1만 구분할 수 있지만, 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 공존시킬 수 있다. 최고 사양의 슈퍼컴퓨터가 수백 년에 걸쳐 계산하는 문제를 양자컴퓨터는 단 몇 초 이내에 풀 수 있을 것으로 전망되고 있다. 전망대로 양자컴퓨터는 정말 기존 컴퓨터를 대체할 만한 우월한 컴퓨터일까.

■ "양자컴퓨터는 특정 문제에만 우월···기존 컴퓨터 대체할 수 없어"  

23일 오후 경기 고양시 킨텍스에서 과학기술정보통신부 주최로 개최된 '2021 대한민국 과학기술 대전'에서 정영식 성균관대학교 교수가 강연에 나서고 있다.
23일 오후 경기 고양시 킨텍스에서 과학기술정보통신부 주최로 개최된 '2021 대한민국 과학기술 대전'에서 정연욱 성균관대학교 교수가 강연을 진행하고 있다.

"100년 전 사람들은 양자역학은 원자 세계 이야기고, 우리 세상은 뉴턴의 고전역학으로 설명이 가능할 것이라 생각했습니다. 그런데 100년 지난 지금의 세상은 이미 양자역학으로 돌아가고 있습니다. 반도체, 핸드폰은 이미 양자역학 없이 설명이 안 됩니다."

정연욱 성균관대학교 교수는 23일 오후 경기 고양시 킨텍스에서 과학기술정보통신부 주최로 개최된 '2021 대한민국 과학기술 대전'에서 이같이 말했다. '양자컴퓨터의 현재와 미래'라는 주제로 강연에 나선 정 교수는 먼저 양자역학이 어떻게 세상을 변화시키고 있는지 설명했다.

양자컴퓨터의 근간을 이루는 학문인 양자역학은 우리 일상과 관계가 없을까. 정 교수는 "양자역학이 우리와 가깝지 않다고 느끼지 않는 이유는 우리가 살면서 중첩과 얽힘 등 관련된 현상을 겪어본 적이 없기 때문"이라며 "또 양자역학을 기술하기 위한 언어는 '수학'인데, 수학적 지식이 없으면 양자역학을 아무리 설명해도 '장님 코끼리' 식 밖에 되지 못한다"고 밝혔다. 

양자역학을 바탕으로 한 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 우월하고 대체가능한 것이 아니라는 점도 강조했다. 정 교수는 구글의 사례를 예로 들었다. 구글은 2016년 양자컴퓨터 개발 선언 이후 양자컴퓨터에 극도로 유리하고, 기존 컴퓨터에 극도로 불리한 수학 문제를 만들었다. 특정 문제를 풀기 위한 양자컴퓨터를 만들었다는 것이다. 특정 문제는 훨씬 더 빨리 처리하지만 그 문제에만 국한된 것이다. 

이 때문에 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터를 능가하거나 훨씬 계산속도가 빠르다고는 할 수 없다고 단언했다. 지금 컴퓨터를 대체할 수 없고 상호보완적인 체제로 가야한다는 것이다. 

개발 뿐만 아니라 어떻게 활용할지에 대한 연구도 진행돼야 한다고 주장했다. 자동차를 예로 들며 성능 연구 외에도 취침 등 자동차를 어떻게 쓸 것인지에 대한 연구도 상당하다고 덧붙였다. 양자컴퓨터에 대한 연구의 방향도 잘 만드는 것과 어떻게 쓸 것인지를 생각해야 한다는 설명이다.

[위키리크스한국=최종원 기자]

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