오피니언: 캐나다의 양자 컴퓨팅 도약, 캐나다인들에게 어떤 의미일까?

Sheema Khan은 Harvard University에서 화학 물리학 박사 학위를 취득했으며, 약물 전달 기술에 관한 다수의 특허를 보유한 작가입니다.

나는 Marianopolis College에서 Schrödinger의 방정식을 처음 접하고 매료되었습니다. 그 열정은 McGill과 이후 Harvard의 양자 역학 강의로 이어졌고, 그곳의 물리학 도서관에서 Feynman 다이어그램을 공부하며 즐거운 시간을 보냈습니다. 그 방정식들의 수학적 우아함과 물리적 함의는 매혹적이었습니다. 불과 몇 년 전, Richard Feynman은 전통적인 컴퓨터가 양자 역학 시스템을 제대로 시뮬레이션할 수 없다고 주장하며 양자 컴퓨팅이라는 아이디어를 처음 소개했습니다.

오늘날, 양자 물리학의 특수성을 바탕으로 한 차세대 컴퓨팅 혁신이 눈앞에 다가와 있습니다. 오늘날의 컴퓨터는 0 또는 1의 값을 갖는 데이터의 최소 단위인 비트를 기반으로 작동합니다. 반면 양자 컴퓨터는 “qubits”(양자 비트)로 작동하며, qubit는 0, 1 또는 그 사이의 어떤 조합도 될 수 있습니다. 비트가 앞면 아니면 뒷면인 평평한 동전과 같다면, qubit는 땅에 떨어지기 전까지는 앞면도 뒷면도 아닌 회전하는 동전과 같습니다.

Prosperity's path: 양자 미래를 선점할 것인가 – 아니면 U.S.가 차지하게 둘 것인가. 어느 쪽인가, Canada?

또 다른 특징은 두 개의 qubit가 먼 거리에서도 서로 상관관계가 있다는 것(entanglement라고 불리는 현상)인데, 이는 비트의 경우에는 해당되지 않습니다. 두 개의 동전이 즉각적으로 연결되어 있어서, Toronto에서 동전을 던지면 Istanbul에 있는 다른 동전의 결과를 즉시 알 수 있다고 상상해 보십시오. 이러한 양자적 특성을 통해 양자 컴퓨터는 방대한 양의 데이터를 저장하고, 오늘날의 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 짧은 시간에 그 데이터를 처리할 수 있습니다.

이는 U.S. 산업 리더들의 획기적인 성과로 이어졌습니다. 2019년, Google은 자사의 양자 컴퓨터가 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 10,000년이 걸릴 계산을 200초 만에 수행했다고 주장했습니다. 2024년 이후, 이 회사는 양자 칩과 양자 알고리즘에서 추가적인 돌파구를 마련하여 컴퓨팅 능력을 강화했습니다.

초기 단계인 이 기계들의 복잡성을 고려할 때, 이메일이나 PowerPoint 프레젠테이션과 같은 일상적인 작업에는 사용할 수 없을 것입니다. 대신 분자 수준에서의 신약 및 신소재 설계, 글로벌 공급망 최적화, 암호화와 같은 매우 복잡한 작업에 사용될 것입니다. 군대, 특히 U.S.와 China의 군대는 이미 기밀로 유지되는 방식으로 이 기술을 활용하고 있습니다.