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선브금

 

 

 

 

0과 1의 조합으로 모든 경우의 수를 조합하여 연산을 하고 있지.

 

불이 켜진걸 1 꺼진걸 0이라고 할 때

 

2개의 전구가 있으면

 

첫번째 경우 : 0 0

두번째 경우 : 0 1

세번째 경우 : 1 0

네번째 경우 : 1 1

 

 

3개의 전구가 있으면

 

첫번째 경우 : 0 0 0 

두번째 경우 : 0 0 1

세번째 경우 : 0 1 0

네번째 경우 : 1 0 0

다섯째 경우 : 1 1 0

여섯째 경우 : 0 1 1

일곱째 경우 : 1 0 1

여덟째 경우 : 1 1 1

 

이처럼

 

전구를 컴퓨터의 비트라고 생각한다면 연산할 수 있는 경우의 수는

 

2개일 경우에는 4가지 , 3개일 경우에는 8가지, 4개일 경우에는 16가지...

 

 

 

따라서  n개의 비트(전구) 가 있으면

 

컴퓨터가 표현(연산)할 수 있는 경우의 수는 총 2 ^n  가지를 나타낼 수가 있겠지..

 

여기까지는 컴퓨터에 조금만 관심있는 게이라면 어느정도는 알 거라고 생각해..

 

 

 

그럼 이제 여기서 하나 짚고 넘어가야 할 문제가 생겨

 

"아 씨발!! 그렇다면 연산할 수 있는 비트 수를 늘리면 컴퓨터 속도가 증가하는거구나!! "

 

맞아 당연한 거야

 

사람도 마찬가지로 계산할 수 있는 뇌의 뉴런이 많아질 수록 당연히 계산하는 속도도 빨라질테니깐 말야

 

근데 중요한건 뇌의 용량은 정해져있는데 끝없이 빠른 연산을 하고 싶다고

 

니새끼 해골이 터질때까지 뇌를 계속 집어넣을 순 없잖아?

 

 

 

무슨말이냐면 그 말인 즉슨!!

 

컴퓨터의 두뇌라고 할 수 있는 CPU(중앙처리장치) 또는 RAM(메모리)의 크기는 한정되어 있는데

  

그 안에 연산 회로를 집어 넣는데는 한계가 있다는 거지

 

하지만 첨단과학기술이 고도로 발전하면서

 

집적기술도 함께 발전하면서 약 40여년 전부터 컴퓨터의 속도는 점점 빨라져왔어

 

 

 

 

삼성에서 만든 20나노급 D-RAM(메모리) 이라는 것도 정말 실로 엄청난 기술이라고 할 수 있어

 

기사에 뜨면 아 그냥 그런가보다 하고 넘길 일게이들도 있을텐데..

 

1나노가 머리카락 굵기에 10만분의 1 크기임을 감안하면

 

20나노급 D램을 양산할 수 있다는 말은 곧 머리카락 굵기의 5000만분의 1의 굵기로

 

연산회로를 만들어 넣었다는 말이되지..

 

그만큼 가늘기 때문에 더 많이 꾸겨넣을 수 있겠지?

 

그만큼 연산할 수 있는 성능도 높아질 테고..

 

  

 

위에서 쪼개고 있는 할아보지는 인텔의 공동설립자인 고든 무어라는 사람인데,

 

'무어의 법칙' 이라고 해서 반도체 집적회로의 성능(속도)이 18개월마다 2배로 증가한다는 법칙이야,

 

위에 보는 것처럼 오늘 날 까지는 과학기술의 눈부신 발전으로(전세계에서 삼성이 뭐 거의 독보적이지만-_-)

 

무어의 법칙이 잘 맞아 떨어지면서 컴퓨터의 속도와 성능이 향상되어왔지..

 

 

 

 

이처럼 판때기에 연산회로를 레이저나 빛으로 새겨넣는 방식을 바로 집적회로(IC) 방식이라고 해.

 

저 판때기를 네모낳게 잘라서 니가 쓰는 컴퓨터 안에 씨피유가 되는거지..

 

집적회로 방식은 낮은 전력 소모, 크기에 제한을 거의 받지 않는 다는 큰 장점이 있지만

 

치명적인 단점이 하나 존재해..

 

그것은 바로

 

"발열" 이야..

 

쉽게 생각하면 당연한 말일 수도 있어

 

쉽게 표현하자면 작은 판때기안에 수억수천만개의 전기선을 까는데 열이 안나고 배기겠냐?

 

이론적으로 회로를 더 얇게 더욱 더 얇게 하면 할 수록 당연히 더 높은 밀도로

 

연산회로를 구현해 낼 수 있겠지만 그럴수록 발열이 기하급수적으로 올라가기 떄문에..

 

이제 집적회로의 속도는 오늘날 현재에 이르러서는 거의 한계에 다다렀다고 말을 해

 

 

 

  

 

 

여기서 나온 것이 바로 양자컴퓨터야..

 

양자컴퓨터를 말하기전에

 

우선 양자론에 대해서 이해하기 쉽게 설명을 한다면

 

미시세계 또는 빛(광자) 의 경우에 두 가지 상태가 공존할 수 있음을 얘기하는 거야(이중성)

 

 

 

 

무슨말이냐면

 

 

 

먼저 미시세계일 경우

 

원자안에 원자핵이 있고 그 주위를 전자라는 알맹이가 뱅글뱅글 돌고 있을 거라고

 

생각하는 일게이들 혹은 좆중고딩들이 있을텐데

 

오늘날 밝혀진 사실은 전자는 확률로써 그 존재를 추정할 수 있어

 

왜냐하면 전자는 생성함과 동시에 사라지고 사라짐과 동시에 생성되기 때문이야..(전자의 이중성)

 

단지 어디에서 전자가 더 높이 존재할 가능성이 높으냐만 추정할 수 있는거지

 

( 화학2에서 배우는 2번째 전자껍질로 에너지 준위가 떨어질때 발생되는 파장을 발머계열이라 하지?

 

실제로는 전자가 이동하는 게 아니라 n번째 전자궤도에서 전자구름이 사라지는 동시에 2번째 전자궤도에 전자구름이 생성될 때

 

에너지 준위가 떨어져서 빛을 발하게 되는데 이를 발머계열이라 칭해.. 이건 딴소리고;; 하이튼)

 

 

 

 

다음으로 빛의 경우는 입자의 성질도 가지고 있고 파동의 성질도 가지고 있다고 해

 

입자의 성질을 갖고 있음을 쉽게 증명하자면 그림자가 생기는 것을 근거로 댈 수 있겠고

 

파동의 성질을 갖고 있음을 증명하자면 유명한 이중슬릿 실험이 있어

 

 

 

 

 

 위 그림처럼 빛을 발사하는 총 / 두개의 슬릿(틈)  /  벽 이 있을 때

 

저 두개의 슬릿에 빛을 쏘았을 때 빛이 입자의 성질을 지닌다면 마치 직진하는 테니스공이나 다를 바 없기 때문에

 

저 뒤에 벽에는 두개의 세로 무늬만 생기게 되겠지?

 

하지만 결과는 그렇지 않았지..

 

빛의 간섭현상으로 인해서 벽 뒤에는 아래 그림처럼 간섭무늬로 여러개의 무늬가 생겼고

 

이것이 의미하는 것이 바로 빛은 파동의 성질을 갖고 있다는 것을 반증하는 셈이 된거지 

 

 

 

 

 

즉 결론은 빛은 입자의 성질과 파동의 성질 두가지 모두를 갖고 있다는 거야 (빛의 이중성)

 

 

이러한 물질의 상태의 이중성을 전제로 한 이론이 바로 양자론이라고 할 수 있어.

 

쉽게 말해서

 

 

A상태일 수도 있고 B상태일수도 있는 상태(빛의 이중성 : 빛이 입자상태일수도 있고 파동상태일수도 있고 둘다일수도 있고) =>

 

죽은 상태일수도 있고 살아있을 수도 있는 상태 (슈뢰딩거의 고양이: 상자를 열어 확인 하기전에는 살아있을수도 있고 죽어있을수도 있고 둘다 일수도있고) => 

 

0일수도 있고 1일수도 있는 상태 (중첩현상 : 이것이 바로 양자 컴퓨터의 기본개념이 되는 거라고 말할 수 있어)

 

 

다시 처음으로 돌아가 볼까?

 

 

현재 오늘날 우리가 사용하고 있는 컴퓨터는 폰노이만 컴퓨터라고 해서 2진수, 즉 0과 1의 조합으로써 결정이 난다고 했지?

 

한번더 복습하자면

 

2비트 컴퓨터이면 4가지 경우 연산가능

3비트 컴퓨터이면 8가지 경우 연산가능

4비트 컴퓨터이면 16가지 경우 연산가능

.

.

.

n비트 컴퓨터이면  2^n가지 경우 연산이 가능한 거라고 했어..

 

 

그런데 양자컴퓨터는 n비트 컴퓨터일때 2^n 가지 경우의 연산이 가능한게 아니라 그 이상이 가능해

 

왜냐하면 양자컴퓨터는 내가 방금 위에서 언급했었던 양자역학의 중첩현상을 활용하기 때문이야

 

 

 

우리가 현재 디지털 컴퓨터에서 정보의 기본단위인 비트의 상태는 0 아니면 1이야

 

그런데 양자비트 또는 큐비트 (qu-bit : quantam(양자) + bit(비트)의 합성어라고 보면되 ) 라 불리는 양자정보의 기본단위는

 

0 과 1 두개의 상태를 동시에 가질 수 있어  바로!  중첩현상때문이지!

 

 

 

2개의 큐비트는 4개의 상태 (00, 01, 10, 11) 를 동시에 공유하게 되 

3 큐비트가 얽힐 때는 8 개,

4 큐비트가 얽힐 때는 16 개의 상태를 동시에 갖게 되지

 

그럼 우리가 지금 쓰는 것과 다를게 뭐가 있냐구?

 

'동시'에 가질수 있다는 말이 중요해.

 

다시 말하자면

 

위 그림에서 보는 것처럼

 

1개의 큐비트일 경우 0과 1의 상태가 동시에 존재해

 

그렇다면 n개의 큐비트일 경우는 동시에 2 ^n 가지의 정보를 표현할 수 있어

 

 

 

결론적으로 쉽게 비교해놓고 보자면

 

일반비트일 경우  00 -> 01 ->10 -> 11     연산수행시간이 4초가 걸린다면

 

큐-비트일 경우  ( 00/01/10/11 ) 의 상태가 동시에 존재하기 때문에 수행시간은 1초로 단축된다는 거지

 

이와같이 양자컴퓨터는 동시에 여러 개의 상태에 있을 수 있고, 동시에 모든 상태에 작용할 수 있기 때문에

 

오늘날 디지털 컴퓨터와는 달리 단지 한 개의 처리장치로 동시에 수많은 계산을 병행처리 및 별도로 수행을 할 수가 있는 거야.

 

위의 2비트 일 경우 예를 들었을 땐 수행시간이 1/4이 단축되었지만 비트수가 늘어나면면 늘어날 수록 이 차이는 막대하게 커질꺼야

 

수행속도도 상상할 수 없을정도로 단축될 것이고..

 

 

이것이 바로 양자컴퓨터의 기본 구조 및 개념이라고 말할 수 있는거지 ㅋㅋ

 

설명을 최대한 쉽게 풀어쓴다고 썼는데 잘 이해가 되었는지 모르겠다 젠장

 

늦었지만 메리크리스마스고 내년 크리스마스땐 여자들이랑 함께있는 일게이가 되길바란다 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

 

 

 

 

 

 

 

개인적인 사족& 사견을 붙이자면

 

나도 과학을 좋아하는 일게이로써 과학발달의 궁극적인 목표가 무엇인지 두렵다는 생각이 이따금씩 들때가 있어

 

내가 위에 쓴 것처럼 컴퓨터공학의 발달은 물론이고

 

이미 유전공학은 생명체를 복제까지 가능한  지경에 와 있는데

 

이러한 발전들이 인류복지의 향상을 위한다고 말은 하지만

 

가까운 미래에 인간의 뇌의 뉴런보다 빠른 연산을 하는 CPU가 자가 진화를 해서 인류를 지배할 터미네이터가 생기지말라는 법이 없고

 

인간을 복제하여 공장에서 찍어내는 날이 멀지 않음을 생각할 때

 

뺑소니때문에 사람이 죽는다고 자동차를 없앨수는 없는 것 처럼

 

오늘날 우리가 살고 있는 첨단과학시대에 과학이란 학문을 배척할 순 없지만

 

적어도 최소한의 윤리적 도덕적 기준을 마련하고 그에 준하는, 최저 마지노선을 정할 때

 

더 옳은 방향으로 과학발전이 되지않나 싶은 생각이다 . 오래된 생각이다ㅋㅋㅋ

 

 

 

 

 

3줄 요약

 

1. 오늘날 디지털 컴퓨터는 비트를 이용해서 비트 변환 시(1->0 또는 0->1) 변환시간이 소요된다.

 

2. 미래의 양자컴퓨터는 큐비트를 이용해서 모든 비트가 동시에 존재(0 or 1)하기 때문에 시간단축이 된다.

 

3. 양자컴퓨터는 두 상태가 동시에 존재하는 이중성(중첩현상) 개념을 도입한 컴퓨터이다.

 

**일게이들아 궁금한거 있음 질문해라 찾아서라도 알려줄테니ㅋㅋㅋ