양자 컴퓨팅의 잠재력 발휘: 산업 혁신 및 복잡한 문제 해결
4월 14일이일로 기념됩니다세계 양자의 날? 플랑크 상수는 양자 컴퓨팅의 기반이 되는 빛의 입자적 측면을 포함하여 원자 규모에서 입자와 파동의 거동을 설명합니다.
그럼양자 컴퓨팅은무엇일까요?
양자 컴퓨팅은 물리학에서 유래된 양자 이론의 원리를 중심으로 하는 컴퓨터 기반 기술 개발에 대한 연구입니다. 양자 컴퓨팅은 특정 계산 작업을 수행하기 위해 비트의 조합을 사용합니다. 결과적으로, 우리는 데이터를 저장하고 계산을 수행하기 위해 양자 물리학의 속성을 사용하는 기계인 양자 컴퓨터의 개발을 보게 됩니다. 이는 복잡하고 방대한 작업을 빠르고 효율적으로 해결하는 데 매우 유리할 수 있습니다. 반면, 스마트폰과 노트북을 포함한 고전 컴퓨터는 0 또는 1이 될 수 있는 이진 ‘비트’로 정보를 인코딩합니다. 양자 컴퓨터에서 메모리의 기본 단위는 큐비트 또는 양자 비트입니다.
양자 컴퓨팅의 응용 분야:
양자 컴퓨팅의 연산을 여러 응용 분야에서 사용하면 많은 산업의 프로세스를 개선하고, 시간을 수백만 배 절약하며, 가장 복잡한 문제에 대한 해결책을 제시하는 데 도움이 될 수 있습니다. 양자 컴퓨팅이 중요한 역할을 할 수 있는 몇 가지 응용 분야는 다음과 같습니다:
- 계산 화학: 가장 유망한 양자 컴퓨팅 응용 분야 중 하나는 계산 화학 분야가 될 것입니다. 기존 컴퓨터가 가장 작고 방대한 수의 분자를 처리하는 것은 어렵지만, 양자 컴퓨팅은 제약 연구에 기회를 제공하는 분자 매핑을 위한 전략적 경로를 제공합니다. 양자 컴퓨팅을 통해 해결할 수 있는 몇 가지 중요한 문제는 in silico 임상 시험 분야에 있습니다.
- 인공 지능:인공 지능은(는) 전자 상거래 및 헬스케어에서 금융 및 교육에 이르기까지 다양한 분야에서 이미 떠오르는 기술입니다. 그러나 양자 컴퓨팅과 함께 결정을 내리는 것이 훨씬 쉬워질 것입니다
- 금융: 양자 컴퓨팅은 고전 컴퓨터가 할 수 없는 분석가의 기능을 용이하게 하기 위해 시장 활동에 대한 보다 정확한 시뮬레이션과 예측을 하는 데 도움이 될 수 있습니다
- 헬스케어: 헬스케어에서 양자 컴퓨팅의 효과는 빠른 DNA 시퀀싱 및 대량의 헬스케어 데이터 처리와 같은 많은 획기적인 발전을 가능하게 할 수 있습니다.
몇 가지 다른 주요 응용 분야는 아래에 언급되어 있습니다:
양자 컴퓨팅 기술을 비즈니스에 도입하는 거대 기업은 다음과 같습니다:
- IBM: 2016년에 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 액세스를 제공한 최초의 회사가 되었으며, 이제 Osprey라는 433-큐비트 프로세서와 2023년에 문제를 보다 효율적으로 해결할 수 있기를 바라는 1,121-큐비트 프로세서인 Condor를 출시할 계획입니다.
- QCI: 이 회사는 양자 컴퓨팅으로 고전적 계산을 보완하는 것을 믿으며, 이러한 비전을 통해 Qatalyst라는 서비스형 소프트웨어(SaaS) 양자 컴퓨팅 플랫폼을 공개했습니다.
- Xanadu: 이 시스템은 초전도체 대신 빛을 사용하여 실온에서 작동할 수 있도록 하는 클라우드를 통해 사용할 수 있는 최초의 광자 기반 양자 컴퓨팅 플랫폼을 제공하는 캐나다 스타트업입니다.
- Microsoft: 이 회사의 Azure 클라우드 플랫폼은 기존 기기로는 접근할 수 없는 문제를 해결하기 위해 Honeywell과 IonQ에서 만든 양자 컴퓨터를 도입했습니다. BMW, Airbus 및 Roche는 이미 Microsoft의 양자 컴퓨터를 시험하고 있습니다.
시장 통찰:
Fortune Business Insights에 따르면, 양자 컴퓨팅 시장은 2021년 4억 8,610만 달러에서 2028년 31억 8,090만 달러로 성장하여 2021-2028년 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 30.8%를 기록할 것으로 예상됩니다. 2020년 시장 가치는 3억 9,250만 달러였습니다. 양자 컴퓨팅의 수요는 많은 컴퓨팅 서비스에서 널리 사용되면서 시대가 도래함에 따라 증가할 것으로 보입니다.
양자 컴퓨팅의 미래:
슈퍼컴퓨터는 선형 문제를 해결하는 데 제한이 있고, 혼돈스러운 문제를 해결하는 것이 어려워짐에 따라, 양자 컴퓨팅은 양자 역학의 물리를 사용하여 단백질 모델링과 같은 복잡한 문제에 대한 솔루션을 활용합니다. 또한 여러 솔루션을 동시에 시도할 수 있습니다. 또한 엄청난 계산 능력이 필요한 AI 시스템에서 처리하는 데이터를 지원할 수도 있습니다.
결론:
이제 알다시피, 양자 컴퓨팅은 1과 0을 동시에 가질 수 있는 큐비트를 사용하여 많은 응용 분야에 가치를 더하지만, 양자 컴퓨팅의 단점을 간과할 수는 없습니다. 가장 어려운 부분 중 하나는 강력한 특성이며, 엔지니어링하는 것이 매우 어렵습니다. 또한, 양자 CPU는 자체적인 효율성 및 발열 문제를 갖게 됩니다.
따라서 양자 시스템을 가능하게 하는 특성은 또한 이를 섬세하게 만들고 전체 시스템이 무너지게 합니다.
저자:리야 싱