양자컴퓨터의 미래

 
앨런 튜링
컴퓨터 과학의 아버지 앨런 튜링은 0과 1의 디지털 연산으로 모든 계산을 할 수 있음을 증명하였으며, 인공지능을 판단하는 기준인 튜링테스트를 창안한 사람이기도 하다. 튜링은 2차 세계대전에서 독일군의 암호를 해독하여 전쟁을 조기에 종결하는데 큰 공헌을 했다. 하지만 그의 마지막은 매우 비참했다. 그는 당시 사회에서는 결코 인정받기 어려웠던 동성애자였기 때문이다. 집에 도둑이 든 우연한 사건을 계기로 동성애자임이 드러나버린 그는 화학적 거세를 당했으며, 그로 인한 고통으로 자살했다.
 
양자역학
미시의 세계를 다루는 양자역학은 뉴턴의 고전역학을 뒤흔든다. 양자역학은 빛은 양자일 수도 있으며 파동일 수도 있음을 밝혔다. 불확정적인 상태를 결정하는 것은 관찰자이며, 관찰하는 순간 파동함수는 붕괴되어 어느 하나가 선택된다. 슈뢰딩거의 고양이는 상자를 열기 전까지 죽어있으며 또한 살아있다. 휴 에버렛은 이를 다세계 해석(many world interpretation)으로 설명하였으며, 그에 따르면 모든 가능한 세계들은 멀티버스 상에 함께 존재하고 있다.
 
양자적 현상 - 터널효과
원자와 분자의 결합, 합성 현상은 양자적 현상이다. 뉴튼의 세계라면 이들은 결합될 수 없으며, 튕겨져 버린다. 미시세계에서 이들은 물질이면서 동시에 파동이기에 분자적 결합현상이 가능하다. 생명에너지의 원천인 광합성 또한 양자적 현상이다. 

양자컴퓨터
양자컴퓨터의 특징은 병렬적이고, 다중적인 연산이다. 큐빗의 수가 증가할 수록 큐빗들이 만들어내는 다차원은 동시적이고, 즉각적으로 결과들을 도출해 낸다. 양자컴퓨터는 디지털컴퓨터가 물리적인 혹은 연산시간의 한계로 수행할 수 없는 계산을 수행할 수 있게 해 준다.
 
미시세계의 시뮬레이션
미시입자들의 세계는 엄청난 계산량 때문에 그 메커니즘을 알고 있어도 디지털컴퓨터로 시뮬레이션하기 어렵다. 미시의 세계를 다루는 연구들은 그래서 매우 시간소모적인 시행착오(trial and error) 방식으로 진행되고 있다. 양자컴퓨터는 미시의 영역에 혁명을 일으켜 놀라운 진보를 이룰 것이다.
 
노화
동물마다 감당가능한 세포의 돌연변이 횟수는 유사하다. 두더쥐는 매년 93회의 돌연변이를 겪으면서 25~30년을 산다. 총 2325번의 변이다. 포유류는 3200회 정도이며, 이에 따르면 매년 47회의 돌연변이를 겪는 인간은 3200/47 = 70, 대략 70년 정도의 수명을 가진다. 돌연변이 현상을 양자컴퓨터로 시뮬레이션 할 수 있다면, 영생의 비밀을 푸는 실마리를 찾을 수 있을 것이다.
 
양자컴퓨터의 무한한 가능성
핵융합, 암치료, 유전자가위, 광합성, 태양 플래어 현상 등의 시뮬레이션에 양자컴퓨터가 활용된다면 인류는 그 메커니즘을 밝혀낼 수 있을 것이고, 놀라운 진보를 이룰 것이다.