양자컴퓨팅 (Quantum Computing)

양자컴퓨팅 (Quantum Computing)

양자역학의 중첩과 얽힘을 활용한 차세대 컴퓨팅 기술

특징: 특정 문제 지수적 가속, 오류 취약, 초저온(15mK), 초기 단계

핵심 원리: 중첩(n큐비트→2ⁿ상태 동시), 얽힘(원격 상관), 결잃음(환경 간섭→오류)

큐비트 구현: 초전도(Google/IBM, ns급), 이온트랩(IonQ, 고정밀), 광자(상온), 위상(이론적)

양자 게이트: 단일(Pauli-X, Hadamard, Phase), 다중(CNOT, Toffoli, SWAP), 유니버설셋{H,T,CNOT}

주요 알고리즘

• •Shor: 소인수분해 O(log³n), RSA 위협
• •Grover: 비정렬 탐색 O(√N), 진폭 증폭
• •VQE/QAOA: NISQ 하이브리드, 분자 시뮬레이션/최적화

오류 정정(QEC): Surface Code(임계값 ~1%), NISQ(50~1000큐비트, 불완전) → FTQC(수백만 큐비트)

구성요소: 큐비트, 양자 게이트, 양자 회로, QEC, 제어 전자장치, 냉각 시스템

비교: 양자(큐비트/중첩/병렬/특정문제 가속) vs 고전(비트/순차/범용/안정)

적용사례: 암호 해독, 신약 개발, 물류 최적화, 금융 포트폴리오

연관: 양자암호, PQC, 양자 우월성, NISQ, QEC