1. 양자 컴퓨터의 토대가 되는 양자

1. 양자?

'양자'는 '에너지의 최소 단위' 등으로 일컬어지는,

눈에 보이지 않을 정도로 작은 물질을 말한다.

즉, 전자나 광자 등과 같이 물리학에 등장하는 작은 단위의 물질들과 에너지 단위의 통칭이다.

 

2. 양자의 성질 : 입자와 파동

양자의 성질 중 가장 특징적인 것이 '입자'와 '파동'의 성질을 모두 지니고 있다는 점이다.

이러한 양자의 이중성은 '이중 슬릿 실험'으로 검증되었다.

 

양자의 성질을 연산에 활용하고자 하는 것이 '양자 정보 과학' 이며, 그것을 형상화한 것이 양자 컴퓨터 이다.

 

 

양자의 중첩

0과 1이 중첩된 상태를 가리키며, 블로흐 구 등을 통해 중첩된 상태를 표현할 수 있다.

양자의 중첩을 이용하면 대량의 데이터가 중첩된 상태를 표현할 수 있다.

 

예를들어  만 개의 데이터를 이요한 계산을 수행하는 경우, 기존의 컴퓨터로는 만 번의 계산을 수행해야 한다.

하지만 양자 컴퓨터는 만 개의 데이터가 중첩된 상태를 만들어 훨씬 적은 계산으로 끝낼 수 있다.

 

 

양자의 얽힘

양자 사이에 일어나는 현상으로, 양자 상태 변환에 의해 어떤 양자를 측정했을 때 다른 양자의 상태에 영향을 주는 특수한 성질이다.

즉, 양자 하나를 측정하여 확정하면 얽힘 관계에 있는 다른 양자도 확정된다.

 

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블로흐 구

 

θ : 중첩 상태를 나타낸다

φ : 파동의 위상을 나타낸다.

 

(브라켓 표기법)

|0〉 : 100% 0인 상태

|1〉 : 100% 1인 상태

|ψ〉 : 중첩 된 상태 

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참고
- 그림으로 이해하는 양자컴퓨터의 구조

- 그림으로 배우는 양자컴퓨터