본문내용
1. 양자 컴퓨터
1.1. 양자의 정의와 특성
양자는 우주 탄생 이후 이보다 작게 만들 수는 없다고 정해진 물리량의 입자를 의미한다. 전자나 광자, 중성자를 이루는 입자, 양성자를 이루는 입자 등이 양자에 해당된다. 양자는 독특한 특성을 가지고 있는데, 그 대표적인 특성이 중첩(superposition) 현상이다. 보통 컴퓨터는 0과 1의 2진법을 사용하지만, 양자는 0과 1의 중첩 상태도 가질 수 있어 2진법이 아닌 3진법을 구현할 수 있다. 이러한 양자의 특성을 이용하면 기존의 컴퓨터보다 연산 속도를 크게 높일 수 있다. 양자 컴퓨터는 특히 소인수분해와 같은 어려운 연산 문제에서 큰 장점을 발휘할 수 있다. 즉, 양자 중첩 현상과 양자 얽힘(entanglement) 등의 양자 역학적 특성을 이용하여 기존의 컴퓨터로는 해결하기 어려운 복잡한 계산 문제를 효과적으로 해결할 수 있다는 것이다.
1.2. 양자 컴퓨터의 활용
1.2.1. 소인수분해
소인수분해는 암호화에 적용되는 기술이다. 일반적으로 평문을 암호문으로 바꿀 때는 키를 사용하는데, 인코딩 키는 암호문을 만드는 데 쓰이고, 디코딩 키는 암호문을 푸는 데 쓰인다. 이때 인코딩 키는 p*q로 이루어지며, 디코딩 키는 p와 q로 이루어진다.
숫자 하나를 소인수분해하는 것은 생각보다 매우 어려운 작업이다. 기존 컴퓨터로는 트라이 앤 에러 방식으로 소인수를 찾아내는 데 많은 시간이 소요된다. 이러한 특성을 활용하여 암호문을 만드는 데 소인수분해 문제가 활용된다. 예를 들어 17과 19,607,843를 곱하면 333,333,331을 쉽게 만들어낼 수 있지만, 반대로 333,333,331을 소인수분해하여 17과 19,607,843를 찾아내는 것은 매우 어렵다.
양자컴퓨터를 이용하면 기존 컴퓨터보다 빠르게 소인수분해 문제를 해결할 수 있다는 주장이 있다. 양자컴퓨터의 빠른 연산 속도로 인해 암호화에 사용되는 소인수분해 문제를 효과적으로 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
1.2.2. 최적경로 탐색
양자 컴퓨터의 또 다른 활용은 최적경로 탐색이다. 최적경로 탐색이란 원하는 목적지까지 가는 가장 효율적인 경로를 찾는 것을 말한다.
현재의 전자 컴퓨터로는 복잡한 최적경로 문제를 빠르게 해결하기 어렵다. 하지만 양자 컴퓨터는 빠른 연산 속도를 통해 이러한 문제를 효과적으로 풀 수 있다. 양자 컴퓨터는 양자역학의 중첩과 얽힘 현상을...
