
๐ ๋ชฉ์ฐจ
์์์ปดํจํฐ๋ ๋น ๋ฅด๊ณ ๋๋ํ์ง๋ง, ์์ฒญ๋ ์๋์ง๋ฅผ ์๋ชจํ๊ธฐ๋ ํด์. ํนํ ๊ทน์ ์จ ์ํ๋ฅผ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํ ๋๊ฐ ์์คํ ์ด ๊ฐ์ฅ ํฐ ์๋์ง ์๋ชจ์์ด์ฃ . ๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด ๊ณผ์ฐ ์์์ปดํจํฐ๋ '์ ๋ ฅ ํจ์จ์ด ์ข์ ์ปดํจํฐ'์ผ๊น์?
๋ด๊ฐ ์๊ฐํ์ ๋ ์์์ปดํจํฐ๋ ์์ง '์๋์ง ์ ์ฝํ'์ด๋ผ๊ณ ๋งํ๊ธด ์ด๋ ค์์. ํ์ง๋ง ํน์ ์์ ์์๋ ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์ ์ ์ฐ์ฐ ํ์๋ก ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ ์ฒด์ ์ธ ํจ์จ์ ๋๋ผ์ธ ์ ์์ด์. ์ง๊ธ๋ถํฐ ์ด ๋ณต์กํ ์ ๋ ฅ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํ๋์ฉ ๋ถ์ํด๋ณผ๊ฒ์!
โ๏ธ ์์์ปดํจํฐ์ ์๋ ์๋ฆฌ์ ์๋์ง ๊ตฌ์กฐ
์์์ปดํจํฐ๋ ํ๋นํธ๋ผ๋ ๋ ํนํ ์ ๋ณด ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํด, ๋ณ๋ ฌ์ ์ผ๋ก ์๋ง์ ์ฐ์ฐ์ ๋์์ ์ฒ๋ฆฌํ ์ ์์ด์. ํ์ง๋ง ์ด๋ฐ ์ฐ์ฐ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ ค๋ฉด ์์ฃผ ์ ๋ฐํ ํ๊ฒฝ ์กฐ๊ฑด์ด ํ์ํด์. ํนํ ์ด์ด๋ ์ก์์ ๋งค์ฐ ๋ฏผ๊ฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ๋ชจ๋ ์ฐ์ฐ์ ๊ทน์ ์จ ์ํ์์ ์ด๋ค์ ธ์ผ ํด์.
์ด ์กฐ๊ฑด์ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํด ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ์๋์ง๋ฅผ ์๋นํ๋ ๋ถ๋ถ์ด ๋ฐ๋ก โ๊ทน์ ์จ ๋๊ฐ ์์คํ โ์ด์์. ์ด ์์คํ ์ ํ๋นํธ๋ฅผ ์ญ์จ -273๋์ ๊ฐ๊น๊ฒ ์ ์งํด์ผ ํ๊ณ , ์ฐ์ฐ๋ณด๋ค ์ด ํ๊ฒฝ์ ์ ์งํ๋ ๋ฐ ์ ๋ ฅ์ ํจ์ฌ ๋ ๋ง์ด ์จ์.
๋ํ ์์์ปดํจํฐ๋ ๊ณ์ฐ ๋์ค ์ค์๊ฐ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ํด์ผ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ๊ด๋ จ๋ ์ ์๊ธฐ๊ธฐ์ ์ธก์ ์ฅ์น๋ ํจ๊ป ์๋ํด์. ์ด ์ญ์ ์๋์ง ์ฌ์ฉ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น์ฃ . ๊ทธ๋์ โ์ฐ์ฐ ์์ฒด๋ ์ ์ ์๋์ง๋ก ๊ฐ๋ฅํ์ง๋ง, ์์คํ ์ ์ฒด๋ ๊ฝค ๋ง์ด ์๋ชจํ๋ ๊ตฌ์กฐโ์์.
์๋ ๋น๊ตํ๋ ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ์ ์์์ปดํจํฐ๊ฐ ์ฐ์ฐ ํจ์จ, ๋๊ฐ, ์์คํ ์ ์ง ์ ๋ ฅ ๋ฉด์์ ์ด๋ป๊ฒ ๋ค๋ฅธ์ง๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ ๋ด์ฉ์ด์์.
๐ ์์ vs ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ ์ ๋ ฅ ๋น๊ตํ
๊ตฌ๋ถ | ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ | ์์ ์ปดํจํฐ |
---|---|---|
ํ๊ท ์ ๋ ฅ ์๋น๋ | 500W ~ ์ kW (์๋ฒ ๊ธฐ์ค) | 15kW ~ ์์ญ kW (๋๊ฐ ํฌํจ) |
์ฐ์ฐ ์๋ ๋๋น ํจ์จ | ์์ ๋น ์ ๋ ฅ ์๋ชจ ๋ง์ | ์์ ๋น ์ฐ์ฐ๋์ ์ ์ |
๋๊ฐ ์์คํ ์ ๋ฌด | ํ์ ์์ | ์ด์ ์จ ๋๊ฐ ํ์ |
์ค์ผ์ผ ์ ์ฉ์ด์ฑ | ์๋์ ์ผ๋ก ์ฌ์ | ์ ๋ ฅ ๋ฐ ํ๊ฒฝ ์ ์ฝ ํผ |
ํ๊ฒฝ ์ํฅ | ์๋ฒ ๋๋ฐฉ ์ ๋ ฅ๋ ์๋น | ๋๊ฐ ์ฅ๋น์ ์ํ ์๋์ง ์๋น ๋งค์ฐ ํผ |
์ด์ ๊ฐ ์์๋ณ๋ก ์ด๋ค ์์คํ ์ด ์ผ๋ง๋ ์๋์ง๋ฅผ ์ฐ๋์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ ์ฐ์ฐ์ด ์ค์ ๋ก๋ ์ผ๋ง๋ ํจ์จ์ ์ธ์ง๋ ์์๋ณผ๊ฒ์!
โ๏ธ ๊ทน์ ์จ ๋๊ฐ ์์คํ ์ ์๋น ์ ๋ ฅ
์์์ปดํจํฐ๊ฐ ์๋ํ๋ ค๋ฉด ํ๋นํธ๋ฅผ ์ ๋์๋์ ๊ฐ๊น์ด ์จ๋์ธ -273ยฐC๋ก ์ ์งํด์ผ ํด์. ์ด๊ฑธ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ๋ ์ฅ์น๊ฐ ๋ฐ๋ก โํฌ์ ๋์ฅ๊ณ (Dilution Refrigerator)โ์์. ์ด ์ฅ์น๋ ์์ฒด์ ์ผ๋ก ์์ญ kW์ ์ ๋ ฅ์ ์๋ชจํ๊ณ , ํญ์ ์๋ํด์ผ ํด์.
๋๊ฐ ์ฅ๋น๋ ์ ๊ธฐ๋ฟ ์๋๋ผ ์ก์ฒด ํฌ๋ฅจ, ํํ ์์คํ , ์ ์ด ์ปดํจํฐ๊น์ง ํฌํจ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ค์ ์๋์ง ์๋ชจ๋ ์์ ์ด์์ด์์. IBM์ด๋ Google์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ํ ์์ ์์คํ ์ ๋๊ฐ ์์คํ ๋ง์ผ๋ก๋ ์์ ๊ฑด๋ฌผ ์์ค์ ์ ๋ ฅ์ ์ฌ์ฉํด์.
๋๊ฐ ์์ด ํ๋นํธ๋ ์ธ๋ถ ํ๊ฒฝ์ ์ํด ์ฝ๊ฒ decoherence(์ํ ๋ถ๊ดด)๋ฅผ ์ผ์ผํค๊ณ , ๊ทธ ์๊ฐ ๊ณ์ฐ์ด ๋ฌดํจ๊ฐ ๋ผ์. ๊ทธ๋์ ์ ๋ ฅ ์๋น๋ฅผ ์ค์ด๋ ค๋ฉด ์ด ๋๊ฐ ์์คํ ์ ํจ์จ์ ๊ฐ์ ํ๋ ๊ฒ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ๊ณผ์ ์์.
โก ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ์ ์ ๋ ฅ ๋น๊ต
๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ ์ ์ ํ๋ก์ ๋์์ ํตํด ๊ณ์ฐ์ ์ํํด์. ์ด ํ๋ก๋ค์ด ์ผ์ง๊ณ ๊บผ์ง๋ฉด์ ์ ๋ ฅ์ ์๋ชจํ์ง๋ง, ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก๋ ์์์ปดํจํฐ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๊ฐ๋จํ ๊ตฌ์กฐ์์. ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์๋ฒ๋ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก 500W์์ ์ kW์ ์ ๋ ฅ์ ์ฐ๊ณ , ๋๋ฐฉ ์ฅ์น๊น์ง ํฌํจํด๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ์์ค์ด์์.
ํ์ง๋ง ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ ๋ณต์กํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์์ฒ, ์๋ง ๊ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๋ฐ๋ณตํด์ผ ํด์. ์ด๋ ์ ์ฒด์ ์ธ ์ฐ์ฐ ํจ์จ์ ๋ฎ์์ง๊ณ , ํน์ ์ฐ์ฐ์์๋ ์์์ปดํจํฐ๊ฐ ๋ช ๋ฐฑ ๋ฐฐ ์ด์ ๋น ๋ฅด๊ณ ์ ๋ ฅ ํจ์จ์ ์ผ ์ ์์ด์.
์ฆ, ์์ 1๊ฑด์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ๋ฐ ๋๋ โ๋จ์ ์๋์ง๋น ๊ณ์ฐ ํจ์จโ์ ์์์ปดํจํฐ๊ฐ ์ด๊ธธ ์ ์์ง๋ง, ์์คํ ์ ์ฒด์ ์ ์ง ์ ๋ ฅ์ ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๊ฐ ์ ๋ฆฌํ ์ํฉ์ด์์.
โ๏ธ ์์ ์ฐ์ฐ์ ์ ๋ ฅ ํจ์จ์ฑ
์์์ปดํจํฐ์ ์ฐ์ฐ ํจ์จ์ ๋จ์ ์๊ฐ๋น ์ฒ๋ฆฌ ๊ฐ๋ฅํ ์ ๋ณด๋์ผ๋ก ๋น๊ตํ ์ ์์ด์. ์๋ฅผ ๋ค์ด, Grover ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ณ ์ ์ ์ธ ๊ฒ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๋ณด๋ค ๋ฃจํธ ์์ค์ผ๋ก ๋น ๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ณตํด์. ์ด ๋ง์ โ๊ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ด๊ธฐ ์ํด ๋ ์ ์ ์๋์ง๋ฅผ ์ธ ์ ์๋คโ๋ ๋ป์ด์์.
์์์ปดํจํฐ๊ฐ ๋ณธ๊ฒฉ์ ์ผ๋ก ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๋์ฒดํ๊ฒ ๋๋ฉด, ์๋์ง ํจ์จ์ฑ๋ ๋ฌธ์ ํด๊ฒฐ ๋ฐฉ์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ฌ์ ์๋ ์ ์์ด์. ์ฆ, ์ด ์ ๋ ฅ ์๋น๋ณด๋ค โ๊ณ์ฐ ์ฑ๊ณผ ๋๋น ์ ๋ ฅ ๋น์จโ์ด ๋ ์ค์ํด์ง๋ ๊ฑฐ์ฃ .
ํ์ฌ๋ ๋๊ฐ ์ฅ๋น, ์ค๋ฅ ๋ณด์ ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํด ์ด ์ ๋ ฅ์ด ํฌ์ง๋ง, ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋นํธ ๊ธฐ์ , ๊ด์์์ปดํจํฐ ๊ฐ์ ์๋์ง ์ ๊ฐํ ๊ธฐ์ ์ด ์ฐ๊ตฌ๋๊ณ ์์ด์ ๋ฏธ๋์ ์นํ๊ฒฝ์ ์ ํ๋ ๊ฐ๋ฅํด์ง ๊ฑฐ์์.
๐ ๋ฏธ๋ ์นํ๊ฒฝ ์ค๊ณ ๋ฐฉํฅ
์์์ปดํจํฐ์ ์๋์ง ์๋น๋ฅผ ์ค์ด๊ธฐ ์ํด์ ๋ ๊ฐ์ง๊ฐ ํ์ํด์. ํ๋๋ ํ๋นํธ ์์ฒด์ ์์ ์ฑ์ ๋์ฌ ๋๊ฐ ์์กด๋๋ฅผ ์ค์ด๋ ๊ธฐ์ , ๋ค๋ฅธ ํ๋๋ ๋๊ฐ ์ฅ์น์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ํํํ๊ณ ๊ณ ํจ์จํํ๋ ํ๋์จ์ด ํ์ ์ด์์.
์ต๊ทผ์๋ ์ค์จ์์ ๋์ ๊ฐ๋ฅํ ํ๋นํธ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ค๋ ์๋๋ ํ๋ฐํด์. ์๋ฅผ ๋ค์ด ์คํ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋นํธ, ๊ด์ ๊ธฐ๋ฐ ์์ ์ฐ์ฐ ๋ฑ์ด ์ฌ๊ธฐ์ ํด๋น๋ผ์. ์ด ๊ธฐ์ ๋ค์ด ์์ฉํ๋๋ฉด โ์ด์ ์ ๋ ฅ ์์์ปดํจํฐโ๋ผ๋ ๊ฐ๋ ๋ ํ์ค์ด ๋ ์ ์์ด์.
์์์ปดํจํฐ๊ฐ ๋ฏธ๋๋ฅผ ์ํ ๊ธฐ์ ์ธ ๋งํผ, ๊ทธ ์ง์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ๋ ํจ๊ป ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด์. ์ ๋ ฅ ํจ์จ์ฑ๊ณผ ์ฐ์ฐ ์๋, ํ๊ฒฝ ์ํฅ์ ๋ชจ๋ ๊ณ ๋ คํ '๊ทธ๋ฆฐ ์์์ปดํจํ ' ์๋๊ฐ ๊ธฐ๋๋ผ์!
โ FAQ
Q1. ์์์ปดํจํฐ๋ ์ ๋ง ์ ๊ธฐ๋ฅผ ๋ง์ด ์ฐ๋์?
A1. ๋ค, ํนํ ๋๊ฐ ์์คํ ์ด ํฐ ์ ๋ ฅ ์๋น ์์ธ์ด์์.
Q2. ์ฐ์ฐ ์์ฒด๋ ์ ์ ์ ๋ ฅ์ ์ฐ์ง ์๋์?
A2. ๋ง์์. ๊ณ์ฐ ๋จ์๋น ์๋์ง๋ ์ ์ง๋ง ์ ์ง ์ ๋ ฅ์ด ํฌ์ฃ .
Q3. ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ณด๋ค ํจ์จ์ด ๋ ์ข์๊ฐ์?
A3. ํน์ ๋ฌธ์ ์์๋ ํจ์ฌ ๋์ ๊ณ์ฐ ํจ์จ์ ๋ณด์ฌ์ค์.
Q4. ๋๊ฐ ์์ด๋ ์๋ํ ์ ์๋์?
A4. ํ์ฌ๋ ์ด๋ ต์ง๋ง ์ค์จ ํ๋นํธ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ ์ค์ด์์.
Q5. ์ ๊ธฐ์๊ธ๋ ๋ง์ด ๋์ฌ๊น์?
A5. ๋ํ ์์ ์ฅ๋น๋ ์์ ์ ์๋ฒ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ง์ด ๋์์.
Q6. ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ผํฐ๊ฐ ๋ฑ์ฅํ ๊น์?
A6. ๋ค, ๊ทน์ ์จ ์ค๋น์ ํจ๊ป ํ๋ ์ ์ฉ ์ผํฐ๊ฐ ์ฐ๊ตฌ ์ค์ด์์.
Q7. ๊ฐ์ฅ ์ ๊ธฐ๋ฅผ ์ ๊ฒ ์ฐ๋ ์์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฌด์์ธ๊ฐ์?
A7. ๊ด์ ๊ธฐ๋ฐ ์์์ปดํจํฐ๊ฐ ์๋์ง ์๋น๊ฐ ๋ฎ์ ํธ์ด์์.
Q8. ์์์ปดํจํฐ๋ ์นํ๊ฒฝ ๊ธฐ์ ์ธ๊ฐ์?
A8. ์ง๊ธ์ ๊ณผ๋๊ธฐ์ง๋ง, ๋ฏธ๋์๋ ๊ณ ํจ์จ ์นํ๊ฒฝ ๊ธฐ์ ๋ก ๋ฐ์ ํ ์ ์์ด์.