양자 컴퓨팅
양자 컴퓨팅이란?
양자 컴퓨팅은 다차원 컴퓨팅 공간을 사용하여 수십억 개의 데이터 포인트에서 패턴을 검색하여 매우 복잡한 문제를 해결하는 방식입니다. 슈퍼컴퓨터보다 크기는 훨씬 작지만 일반적인 슈퍼컴퓨터로는 불가능한 문제를 해결합니다.
양자 컴퓨팅의 작동 방식
양자 컴퓨팅 성능의 비밀은 큐비트로, 양자 컴퓨터 버전의 비트 또는 이동 통신 및 컴퓨팅에서 사용하는 데이터의 작은 단위입니다.
큐비트가 일반적인 비트와 다른 점은 중첩된 상태에서도 정보를 유지한다는 것입니다. 즉, 가능한 모든 데이터 구성을 큐비트에서 표시할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 가장 기본적인 수준에서 데이터 자체는 동시에 다양한 방식으로 표현 가능하므로 훨씬 정교한 분석을 할 수 있습니다.
또한 양자 알고리즘이 ‘얽힘’이라는 기계적 효과를 적용하여 해결책을 찾습니다. 얽힘은 개별적인 사물 2개가 상호 관계하는 습성을 가리키며 양자 용어에서는 한 큐비트의 변화가 다른 큐비트에 직접적인 영향을 주는 것을 의미합니다. 양자 프로세서는 이러한 관계를 유지함으로써 컴퓨팅 분석에서 복잡성을 수용할 수 있습니다.
양자 컴퓨터가 필요한 이유
양자 컴퓨터는 비즈니스와 기술이 계속 발전하는 상황에서도 업계의 중요한 문제를 해결하는 데 적합합니다. 실제로 혁신 자체는 기술이 끊임없이 증가하는 요구 사항을 해결하는 역량에 달려 있습니다.
예를 들어, 재생 가능 에너지 시스템이 화석 연료를 완전히 대체하기 위해서는 지속적인 발전을 통해 효율성을 높이고 비용을 줄여야 합니다. 연구자들은 배터리 기술을 개선할 새로운 재료를 찾는 과정에서 양자 컴퓨팅을 활용하여 복잡한 화학 물질과 반응을 시뮬레이션합니다.
심우주 탐사에서는 까다로운 작동 환경을 견딜 수 있는 물질을 발견하는 과정에서 물질을 지속적으로 개선해야 합니다. 양자 컴퓨팅이 없다면 실험실의 테스트 주기는 수개월이 걸리고 발전은 달팽이가 기어가는 것처럼 느려질 것입니다.
생활 용품을 제조하는 일반적인 산업 분야에서도 양자 컴퓨팅으로 이점을 얻을 수 있습니다. 양자 알고리즘을 실행하여 물류 경로부터 공장 조립 계획, 일정 최적화 등에 이르기까지 효율성을 대폭 개선함으로써 비용을 절감하고 규모의 경제를 달성할 수 있습니다.
양자 컴퓨팅의 이점 및 응용 분야
양자 컴퓨팅은 엄청난 처리 성능으로 다음과 같은 대단한 이점을 제공합니다.
· 정교함 강화: 다차원 공간을 구축하고 데이터 세트에서 다중 계층의 관계를 수용함으로써 슈퍼컴퓨터로는 불가능한 작업을 양자 컴퓨팅으로 처리할 수 있습니다.
· 더욱 포괄적인 모델링 옵션: 양자 컴퓨터는 원자와 동일한 물리적 규칙을 활용하여 복잡한 자연 체계 분석을 수행할 수 있습니다.
· 속도 향상: 양자 프로세서는 많은 양의 데이터를 처리하기 위한 확장이 가능합니다.
· 전력 감소: 데이터 처리에 초전도체를 사용하는 양자 컴퓨팅 시스템은 전력망에서 가져오는 에너지의 양이 훨씬 적습니다.
· 위험/비용 감소: 동시에 여러 개의 시뮬레이션 실행이 가능한 양자 컴퓨팅은 대부분의 실험실 기반 연구를 처리할 수 있어 물리적 실험실에서 실험할 때 따르는 위험뿐 아니라 비용도 대폭 감소합니다.
· 필요한 교육 감소: 양자 컴퓨팅은 특별한 코딩 언어를 사용하지 않으므로 전문 코딩 기술이 필요하지 않습니다.
양자 컴퓨팅은 다음을 비롯한 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다.
· 예측: 양자 컴퓨팅이 엄청난 데이터 세트를 훨씬 효율적으로 처리하여 날씨 및 금융 관련 예측에서 정확도와 속도가 향상됩니다.
· 암호화: 양자 프로세서는 슈퍼컴퓨터에서 생성한 암호화 프로토콜도 빠르게 해독하며, 정교함이 부족한 프로토콜을 해커로부터 안전한 것으로 대체하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
· 자동차: 양자 알고리즘이 패턴 식별을 바탕으로 하기 때문에 차량 흐름을 분석하고 백업이 예측되면 차량을 리디렉션하는 데 매우 유용합니다. 또한 양자 시스템에서 주행 관련 행동을 교통 패턴과 연결하면 자율 주행 자동차 프로그래밍의 안정성을 대폭 강화할 수 있습니다.
· 생물학/의학: 대규모 행동 분석부터 아미노산의 긴 줄기를 분석하여 질병을 일으키는 시퀀스를 찾거나 프로틴을 접어 행동을 바꾸는 방법과 같은 마이크로 규모의 세포 관련 실험에 이르기까지 수많은 의료 연구에서 양자 프로세서를 사용합니다.
HPE와 양자 컴퓨팅
매우 적은 에너지를 사용하여 빠르게 많은 양의 데이터를 활용해야 하는 조직의 필요에 따라 양자 컴퓨팅에 대한 관심이 증가하고 있는데, 많은 수의 범용 컴퓨터로는 미래의 컴퓨팅 과제를 해결할 수 없기 때문입니다. 하지만 빅 데이터, AI, 분석 등의 문제 해결에 양자 컴퓨팅을 기대하고 있다면 오래 기다려야 할 것입니다.
HPE는 이러한 문제를 해결할 특정 워크로드를 대상으로 하는 새로운 형태의 컴퓨팅을 위해 노력하고 있으며 가속기라고 부르고 있습니다. 특수 목적의 컴퓨팅 엔진 또는 가속기는 훨씬 적은 에너지를 사용하여 특정 컴퓨팅 작업을 훨씬 빨리 해결할 수 있습니다. HPE는 다양한 가속기를 통해 고객에게 실제 엔터프라이즈 문제를 해결할 AI 분석과 관련한 엣지를 제공합니다.
다음 단계의 과제와 관련해서 양자 컴퓨팅이 특정 유형의 문제를 해결하는 놀라운 가능성이 있다는 것은 알지만, 이러한 문제는 대부분의 비즈니스에 영향을 주지 않습니다. 양자 컴퓨팅은 재료 과학, 신약 개발과 같은 중요한 좁은 범위의 문제 해결에서 매우 강력한 기술이 될 것입니다. 신재료 및 신약 개발을 위한 분자 모델링과 같은 응용 분야에서 양자 컴퓨팅은 오늘날 가장 강력한 슈퍼컴퓨터로는 불가능한 일을 할 수 있습니다.
따라서 HPE는 새로운 양자 컴퓨팅 시장에서 빠른 속도로 주요 업체로 부상 중인 스타트업 IonQ에 투자했습니다. IonQ에 투자한 이유는 이 회사가 새로운 양자 컴퓨팅 시장에서 빠른 속도로 주요 업체로 부상 중이며, 연결 부위를 초전도하는 대신 갇힌 이온을 사용하여 큐비트를 만드는 방식이 매우 유용한 시스템 생산에 가장 적합하다고 판단했기 때문입니다. 미래에 HPE 고객은 다른 컴퓨터처럼 간편하게 양자 가속기를 선택하고 서비스형 방식으로 양자 컴퓨팅을 사용하게 될 것입니다. HPE는 양자가 유연하고 다양한 컴퓨팅 옵션 중 유일한 세상이 되었을 때 주도적인 역할을 하려는 원대한 목표를 가지고 있습니다. 이 과정에서 IonQ가 함께할 것입니다.