큐빗(Qubit)이란?

1. 큐빗이란 무엇일까?

큐빗(Qubit)은 **Quantum Bit(양자 비트)**의 줄임말로, 양자 컴퓨터에서 정보를 저장하는 기본 단위입니다.
우리가 흔히 사용하는 일반 컴퓨터에서는 **비트(Bit)**라는 단위를 사용합니다.

비트와 큐빗의 차이점

즉, 일반 비트는 0 아니면 1 중 하나의 값만 가질 수 있지만, 큐빗은 0과 1을 동시에 가질 수 있습니다.
이를 **중첩(superposition)**이라고 합니다.

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2. 중첩(superposition)이란?

큐빗의 중첩을 이해하기 쉽게 설명해볼게요.

예를 들어, 테이블 위에 동전을 올려놓으면 앞면(0) 또는 뒷면(1) 중 하나가 보이죠? 이것이 일반 비트의 원리입니다.

그런데 동전을 공중에서 회전시키면 어떨까요? 그 순간에는 앞면과 뒷면이 동시에 존재하는 것처럼 보입니다. 이 상태가 바로 큐빗의 중첩과 비슷합니다.

즉, 큐빗은 측정하기 전까지는 0과 1의 상태가 공존하다가, 측정하는 순간 하나의 값으로 결정됩니다.

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3. 양자 얽힘(entanglement)이란?

큐빗의 또 다른 놀라운 특성은 양자 얽힘입니다.

양자 얽힘이란, 두 개 이상의 큐빗이 서로 강하게 연결되어 있어서, 하나의 상태가 변하면 다른 하나도 즉시 영향을 받는 현상입니다.

예를 들어, 두 개의 주사위가 서로 얽혀 있다고 상상해보세요. 첫 번째 주사위를 던졌을 때 6이 나오면, 두 번째 주사위도 자동으로 6이 나오는 것입니다. 신기하죠?

이러한 성질 덕분에, 양자 컴퓨터는 매우 빠르고 효율적으로 복잡한 계산을 수행할 수 있습니다.

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4. 큐빗의 실제 활용

양자 컴퓨터와 큐빗 기술이 발전하면 다양한 분야에서 혁신이 일어날 수 있습니다.

✔ 암호 해독: 기존 암호 시스템을 빠르게 풀 수 있음
✔ 신약 개발: 분자의 구조를 정밀하게 분석하여 새로운 약을 개발할 수 있음
✔ 인공지능(AI)과 기계학습: 더 강력한 패턴 분석 및 예측 가능
✔ 최적화 문제 해결: 교통, 물류 등 복잡한 문제를 빠르게 해결