[독서] 1억배 빠른 양자 컴퓨터가 온다

초판 1쇄 2018년 4월 15일 인공지능의 미래를 결정할 양자 컴퓨터 이야기

양자 컴퓨터는 양자역학의 특징을 살려 0과 1의 두 가지 상태를 모두 갖는 양자비트(qubit)로 연산하는 장치입니다. 0과 1이 공존하는 상태는 ‘0’이기도 하고 ‘1’이기도 한 상태인 셈인데, 이런 상태가 직관적이지 않고 이해하기 어려운 이유는 우리가 이제까지 알던 상식과 거리가 먼 양자역학의 세계에서 일어나는 일이기 때문입니다.

최근 상용화된 양자 컴퓨터는 양자 어닐링이라는 방식을 사용합니다. 양자 게이트 방식과는 전혀 다른 방식으로 연산합니다.

굳이 비유를 하자면 울퉁불퉁한 복잡한 산악 지형에서 가장 낮은 곳을 찾으려면 비가 온 뒤에 물이 고이는 곳이 어디인지를 찾으면 되는 것과 같습니다. 이와 같이 조합 최적화 문제는 최저 에너지 상태를 찾는 문제로 재해석할 수 있기 때문에 빗물이 고이는 것으로 답을 찾는 과정이 황당무계한 것은 아니라는 말입니다.

바로 초전도 기술을 이용한 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 시간이나 전력면에서 훨씬 낮은 비용으로 문제를 풀 수 있다는 것입니다. 기존의 컴퓨터로 문제를 풀 때 막대한 비용이 발생한다는 점을 생각하면 상당히 유리한 조건인 셈입니다.

IT분야가 소비하는 에너지가 항공기가 소비하는 에너지보다 더 크다는 사실과 이러한 상황이 지구 환경에 주는 악영향을 생각해볼 때, 어떤 대책이든 강구하지 않으면 IT분야가 지구 환경을 파괴한다는 비판에서 결코 자유로울 수는 없을 것입니다.

‘중첩’ 이라고 하면 앞서 양자 컴퓨터에서 언급한 양자 비트의 상태가 떠오를 것입니다. 즉 양자 컴퓨터가 계산하기 위한 기본적인 원리가 ‘중첩’인 것입니다.

방해가 되는 장벽을 뚫고 가는 터널 효과가 만들어지도록, 우선은 다양한 생각들을 중첩시키는 것부터 시작해봅시다.

Wording

• 우선 양자역학이 무엇인지 나무위키에서 확인해보자.
• 두번째로 양자컴퓨터란 무엇인지 나무위키에서 또 확인해보자.
• 구글에서 D-Wave를 사용한 프로그래밍이 아닌 직접 양자컴퓨터를 2016년 부터 개발한다고 한다. 이거 성공하면 우주최강 될듯하다.
• 다음 영상은 꼭 보자. (한글 자막이 있다)

• 0, 1로 나누어지는 것이 아닌 0일수도 1일수도 있는 상태를 가지는 것을 양자비트라고 칭함. 0일수도 1일수도 있는 상태가 ‘중첩’ 이라는 단어로 설명.
• 양자컴퓨터, 양자어닐링 방식의 컴퓨터는 특정 조건하에서 수행되는 경우 기존 컴퓨터보다 아주 빠른 결과를 도출해낸다. 구글직원이 이를 두고 1억배 빠르다고 표현했다.

Thinking

• 일반 컴퓨터에서의 bit는 0, 1을 가지는 2가지의 경우만 가능하므로 2의 N승의 경우수가 생기는데, 양자는 0,1과 더 많은 숫자를 포함하므로 N의 N승인 것으로 기존에 알고 있었는데 이책을 통해서 대략의 컴셉을 이해할 수 있었다.
• 0일수도 1일수도 있는 상태를 가진다는게 정/반/합의 합 상태를 가지는 것이 아닐까 생각해봤고, 양자컴퓨터는 또 다른 진보의 결과가 아닐까 생각해 본다.
• 양자는 물질 구성의 가장 작은 단위이고, 입자이기도 하고 파동이기도 한 물질로 규정하고 있다. 이에 따라 어느 물질이건 통과가 가능하다. 이로서 ‘중첩’이 가능해지는 것일지도 모르겠다.
• 미래는 결국 기계가 인간과 같은 생각을 할 수 있는 시대, 인공지능의 세계로 가게될 것이고, 인간이 고민하고 생각하고 판단하는 그 엄청난 시그널을 양자컴퓨터를 통해서 어느정도 해결이 가능하게 되지 않을까 생각해본다.
• 이를 연구하고 개발하는 회사에 투자해야 하는 걸까? 점점 미래는 우리의 예측을 벗어나게 되는 것 같다.