용어의 정의

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양자컴퓨터(Quantum Computer)에서 큐빗(qubits)은 이진법을 활용하는 기존의 컴퓨터와 달리 두 개의 파동함수가 가질 수 있는 모든 상태로 컴퓨터의 연산 작용을 함으로써 두 개의 파동함수만으로 모든 논리함수를 만들 수 있다. 양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터와 마찬가지로 N 큐빗을 활용하여 2N개의 다른 값들을 계산한다. 그러나 기존 컴퓨터의 경우 하나의 연산을 끝내고 다른 연산을 이끌어 내는데 순차적인 방법을 사용하지만 양자컴퓨터는 동시에 두 가지 이상의 연산이 가능하다.
자필문서와 사진과의 관계를 통해 양자컴퓨터와 기존컴퓨터의 차이를 비교해 보자. 사진은 배경복사의 강도에 의해 정보를 제공한다. 사진자체에 반사되어 방출되는 위상차에 의해 사진의 정확한 상을 인식하게 된다. 결국, 위상차, 빛의 세기 등의 정보를 사진의 정확한 재현에 활용하게 된다. 이와 같은 방법을 취하는 것이 기존의 컴퓨터의 연산방식이다. 그러나, 양자 컴퓨터에서는 논리 연산에 있어서 큐빗이 모든 정보를 표기하듯이 연산작용을 하기 때문에 동시에 입력 값들을 처리하게 된다. 따라서, 기존의 컴퓨터가 행할 수 없었던 천문학적인 숫자의 입력 값을 필요로 하는 연산에 있어서도 양자컴퓨터는 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

양자컴퓨터의 연산방식으로서 연구되고 있는 부분은 다음의 몇 가지로 압축된다.
1. 핵자기공명, 선형 광학, 강 양자 전기역학을 포함한 벌크 공명 양자 연산
2. 이온 트랩, 광학 격자를 활용한 단원자 양자 연산
3. 반도체, 스핀 양극화 시스템, 초전도체를 활용한 고체 양자 상태 연산