양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터의 '전기 신호 클럭 주파수'를 사용하지 않습니다

결론부터 말씀드리면, 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터의 '전기 신호 클럭 주파수'를 사용하지 않습니다. 이 부분이 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터와 근본적으로 다른 점 중 하나입니다.

기존 컴퓨터와 양자 컴퓨터의 '움직임' 방식 차이

1. 기존 컴퓨터 (클래식 컴퓨터)

• 작동 원리: '트랜지스터'라는 스위치를 켜고 끄는 전기 신호로 정보를 처리합니다.
• 클럭 주파수: 이 스위치 온/오프 동작을 1초에 몇 번 반복할 수 있는지를 나타내는 것이 '클럭 주파수(GHz)'입니다. 예를 들어, 4GHz는 1초에 40억 번의 연산을 처리할 수 있다는 뜻이며, 이는 컴퓨터의 속도를 나타내는 중요한 지표가 됩니다.

2. 양자 컴퓨터

• 작동 원리: 큐비트의 양자 상태(예: 스핀, 에너지 준위)를 조작하여 정보를 처리합니다.
• 제어 방식: 전기 신호로 트랜지스터를 제어하는 대신, 극초단파(마이크로웨이브)나 레이저와 같은 정밀한 에너지 펄스를 큐비트에 쏘아 그 상태를 변화시킵니다.
  • 초전도 큐비트: 극저온 상태의 초전도 큐비트에는 마이크로파 펄스를 가해 큐비트의 양자 상태를 조작합니다.
  • 이온 트랩 방식: 레이저를 사용하여 이온(큐비트)의 상태를 제어합니다.
• 클럭 주파수 대신: 양자 컴퓨터에서는 '클럭 속도'라는 개념이 무의미합니다. 대신 다음과 같은 지표로 성능을 평가합니다.
  • 코히어런스 시간 (Coherence Time): 양자 상태가 외부 방해 없이 얼마나 오랫동안 안정적으로 유지될 수 있는지를 나타내는 시간입니다. 이 시간이 길어야 더 복잡한 계산을 수행할 수 있습니다.
  • 게이트 충실도 (Gate Fidelity): 양자 게이트(연산)가 얼마나 정확하게 실행되는지를 나타내는 지표입니다. 99.9% 이상의 높은 충실도가 오류 없는 계산을 위해 중요합니다.
  • 양자 볼륨 (Quantum Volume): 큐비트의 수, 게이트 충실도, 코히어런스 시간 등 여러 요소를 종합하여 양자 컴퓨터의 전반적인 성능을 나타내는 지표입니다.

따라서 양자 컴퓨터는 기존의 전기 신호 클럭 주파수에 기반한 '연산'이 아니라, 마이크로파나 레이저 펄스로 큐비트의 양자 상태를 '조작'하는 방식으로 작동하며, 그 성능은 기존 컴퓨터와는 완전히 다른 기준으로 평가됩니다.