퀀텀점프-퀀텀은 더 빠른 컴퓨터가 아니다문제를 바라보는 방식 자체가 다른 컴퓨터다

퀀텀은 더 빠른 컴퓨터가 아니다

문제를 바라보는 방식 자체가 다른 컴퓨터다

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더 빠른 말과 자동차

1900년대 초, 마차가 세상을 달리던 시절이 있었다.

사람들은 더 빠르게 이동하고 싶었다. 해결책을 찾았다. 더 빠른 말을 골랐다. 더 좋은 먹이를 먹였다. 더 가벼운 마차를 만들었다. 마부를 더 잘 훈련시켰다.

효과가 있었다. 조금 더 빨라졌다.

그런데 어느 날 자동차가 나타났다.

자동차는 더 빠른 말이 아니었다. 말이 없었다. 다리도 없었다. 먹이도 필요 없었다. 움직이는 원리 자체가 달랐다. 폭발하는 연료가 바퀴를 돌렸다.

처음엔 느렸다. 고장도 잘 났다. 말보다 불편한 점도 많았다. 그래서 사람들이 비웃었다. "저게 말보다 낫겠어?"

그런데 자동차는 말이 절대 갈 수 없는 속도로 달리기 시작했다. 말을 아무리 훈련시켜도 시속 200킬로미터는 불가능하다. 자동차는 갔다. 원리가 달랐기 때문이다.

퀀텀 컴퓨터가 자동차다. 클래식 컴퓨터를 더 빠르게 만든 것이 아니다. 계산하는 원리 자체가 다른 기계다.

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돋보기와 현미경

눈이 나빠졌다.

글씨가 잘 안 보인다. 돋보기를 썼다. 글씨가 커 보인다. 읽을 수 있다. 좋다.

더 잘 보고 싶다. 더 강한 돋보기를 샀다. 글씨가 더 크게 보인다.

그런데 세포 하나를 들여다봐야 하는 상황이 생겼다. 더 강한 돋보기를 가져왔다. 최강 돋보기다. 세포가 보이는가.

보이지 않는다. 돋보기가 약해서가 아니다. 돋보기라는 방식으로는 세포를 볼 수 없다. 빛을 굴절시켜 크게 보이는 것이 돋보기의 원리인데, 이 원리로 세포 수준까지 확대하는 것은 불가능하다.

현미경이 등장했다.

현미경은 더 강한 돋보기가 아니다. 빛을 다루는 방식 자체가 다르다. 렌즈를 여러 개 겹치고, 빛의 경로를 설계하고, 완전히 다른 구조로 만들어졌다. 그래서 세포가 보인다. 바이러스가 보인다. 돋보기로는 평생 볼 수 없는 것들이 보인다.

돋보기를 아무리 개선해도 현미경이 될 수 없다. 방식이 다르기 때문이다.

클래식 컴퓨터가 돋보기다. 퀀텀 컴퓨터가 현미경이다. 더 강한 버전이 아니라, 볼 수 있는 세계 자체가 다른 도구다.

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암산과 주판과 계산기

수를 더해야 한다.

옛날 사람은 손가락을 꼽았다. 느렸다. 큰 수는 계산하기 어려웠다.

주판이 나왔다. 훨씬 빠르다. 큰 수도 계산할 수 있다. 손가락보다 압도적으로 좋다.

계산기가 나왔다. 주판보다 훨씬 빠르다. 실수가 없다. 주판보다 압도적으로 좋다.

컴퓨터가 나왔다. 계산기보다 수십억 배 빠르다.

이것들은 모두 같은 방식의 발전이다. 더 빠르게, 더 정확하게, 더 큰 수를. 같은 방향으로 나아갔다.

그런데 이런 문제가 생겼다. "이 방 안에 있는 사람들 중에서 서로 가장 친한 사람 다섯 명을 골라라."

손가락으로 셀 수 없다. 주판으로 계산할 수 없다. 계산기로도 안 된다. 슈퍼컴퓨터로도 힘들다. 이것은 숫자를 더 빠르게 더하는 문제가 아니기 때문이다. 관계를 파악하는 문제다. 방식 자체가 달라야 한다.

퀀텀은 이 방식이 달라야 하는 문제들을 위해 만들어진 것이다.

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체스 고수와 직관

체스를 두는 두 사람이 있다.

첫 번째 사람. 모든 경우의 수를 계산한다. 내가 이렇게 두면 상대가 저렇게 둘 것이다. 그러면 나는 이렇게. 몇 수 앞까지 계산한다. 느리지만 정확하다. 클래식 방식이다.

두 번째 사람. 체스판을 보는 순간 '느낀다.' 이 배치가 유리하다. 저 배치는 위험하다. 수십 년의 경험이 쌓여서, 계산하지 않아도 좋은 수가 직관으로 온다.

두 번째 사람이 더 강하다. 첫 번째 사람보다 빠른 것이 아니다. 문제를 인식하는 방식 자체가 다르다.

클래식 컴퓨터는 첫 번째 사람이다. 경우의 수를 하나씩 계산한다. 더 빠른 클래식 컴퓨터는 더 빠른 첫 번째 사람이다.

퀀텀 컴퓨터는 두 번째 사람과 가깝다. 경우의 수를 하나씩 탐색하지 않는다. 문제 전체를 동시에 품고, 답이 수렴하도록 설계한다. 계산이 아니라 수렴이다.

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지구본과 평면 지도

세계 일주 항로를 찾는다.

평면 지도가 있다. 이 지도 위에 자를 대고 직선을 긋는다. 서울에서 뉴욕까지 직선. 가장 짧아 보인다. 이것이 최단 경로인가.

아니다. 지구는 둥글기 때문이다. 평면 지도에서 직선으로 보이는 경로가, 실제 지구에서는 굽은 경로다. 진짜 최단 경로는 지도 위에서 구불구불해 보이는 길이다.

평면 지도에서 아무리 정밀하게 자를 대어도, 이 오류를 없앨 수 없다. 지구가 둥글다는 사실을 지도가 담지 못하기 때문이다.

지구본을 꺼낸다. 실을 팽팽하게 당겨 두 점 사이에 놓는다. 그것이 최단 경로다. 지구의 곡면을 그대로 표현하는 도구이기 때문에, 처음부터 오류가 없다.

클래식 컴퓨터가 평면 지도다. 세상을 0과 1의 평면으로 표현한다. 이 표현 방식에서 오는 한계가 있다. 세상의 어떤 문제들은 평면으로 담을 수 없기 때문이다.

퀀텀 컴퓨터가 지구본이다. 문제 자체의 구조, 즉 중첩되고 얽힌 자연의 방식 그대로 담는다. 처음부터 왜곡이 없다.

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의사와 증상의 비유

환자가 왔다.

첫 번째 의사. 체온계로 잰다. 38.5도다. 혈압을 잰다. 130이다. 혈당을 잰다. 수치가 나왔다. 각 수치를 하나씩 확인한다. 정상 범위를 벗어난 것을 찾는다. 하나씩 대조하며 진단을 내린다.

꼼꼼하다. 정확하다. 그런데 문제가 있다. 체온과 혈압과 혈당이 서로 어떻게 영향을 주는지는 각 수치를 따로 보면 알 수 없다. 세 가지가 함께 어떤 패턴을 만드는지를 봐야 진짜 진단이 나온다.

두 번째 의사. 환자가 들어오는 순간 전체를 본다. 얼굴색, 걸음걸이, 목소리 톤, 눈의 초점. 체온을 재면서 동시에 맥을 짚는다. 혈압 수치를 보면서 동시에 환자의 표정을 읽는다. 모든 정보가 동시에 들어오고 동시에 처리된다.

첫 번째 의사가 더 빠르게 각 수치를 측정한다고 해서 두 번째 의사가 되는 것이 아니다. 정보를 처리하는 방식 자체가 다르다.

클래식이 첫 번째 의사고, 퀀텀이 두 번째 의사다.

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가장 솔직한 설명

지금까지 많은 비유를 들었다.

말과 자동차. 돋보기와 현미경. 평면 지도와 지구본. 계산하는 의사와 직관하는 의사.

이 모든 비유가 말하는 것이 하나다.

퀀텀 컴퓨터는 클래식 컴퓨터를 개선한 것이 아니다. 계산이 일어나는 물리적 원리 자체가 다르다. 중첩으로 동시에 여러 상태를 품고, 얽힘으로 서로 연결되어 계산하고, 간섭으로 틀린 답을 지우고 맞는 답을 강화한다. 이 세 가지는 클래식 컴퓨터에는 존재하지 않는 원리다.

그래서 클래식이 잘 푸는 문제를 퀀텀이 더 빠르게 푸는 것이 아니다. 클래식이 근본적으로 접근하기 어려운 문제를 퀀텀이 다른 방식으로 접근한다.

자동차가 말보다 빠른 것이 포인트가 아니다. 자동차는 말이 갈 수 없는 곳, 할 수 없는 일을 한다는 것이 포인트다.

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그렇다면 클래식은 끝인가

아니다. 전혀 아니다.

자동차가 나왔다고 말이 사라지지 않았다. 현미경이 나왔다고 돋보기가 쓸모없어지지 않았다. 지구본이 있어도 평면 지도는 여전히 유용하다.

클래식 컴퓨터는 앞으로도 대부분의 일을 한다. 문서를 작성하고, 영상을 편집하고, 게임을 돌리고, 웹페이지를 불러오는 것. 이런 일에 퀀텀 컴퓨터는 필요 없다.

퀀텀이 필요한 문제가 따로 있다. 분자 구조를 계산하는 것. 수백만 가지 경로 중 최적을 찾는 것. 복잡하게 얽힌 데이터에서 패턴을 발견하는 것. 클래식으로 우주의 나이가 걸릴 계산을 현실적인 시간 안에 하는 것.

이 문제들이 앞으로 세상에서 가장 중요한 문제들이다. 신약 개발, 기후변화 대응, 인공지능의 한계 돌파, 안드로이드의 두뇌. 이것들이 퀀텀의 영역이다.

자동차가 말이 하던 일을 빼앗은 것이 아니라, 말이 할 수 없던 일을 새로 만들어낸 것처럼. 퀀텀은 클래식이 하던 일을 빼앗는 것이 아니라, 클래식이 할 수 없던 세계를 새로 여는 것이다.

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문을 여는 방법이 달라졌다

마지막 비유를 하나 더 하자.

방문이 있다. 열어야 한다.

클래식 방식. 손잡이를 잡는다. 돌린다. 민다. 문이 열린다.

어떤 문은 이 방식으로 열리지 않는다. 손잡이가 없다. 당겨야 하는지 밀어야 하는지도 모른다. 어디를 잡아야 하는지도 모른다.

이때 더 강하게 밀면 열리는가. 아니다. 더 빠르게 돌리면 열리는가. 아니다. 문의 구조가 다른 것이다. 여는 방식 자체가 달라야 한다.

세상에는 클래식 방식으로 열리지 않는 문들이 있다. 그 문들 앞에서 클래식을 더 빠르게, 더 강하게 밀어도 열리지 않는다.

퀀텀은 그 문을 여는 다른 방식이다.

그 문 너머에 신약이 있고, 최적의 경로가 있고, 안드로이드의 두뇌가 있고, 지금의 AI가 풀지 못했던 문제들의 해답이 있다.

문을 여는 방식이 달라지는 것. 그것이 퀀텀이 컴퓨팅의 역사에서 하는 일이다.