양자컴퓨터라는 개념은 1982년 미국의 이론물리학자 리처드 파인만에 의해 처음 제안됐다. 그리고 영국 옥스퍼드대 데이비드 도이치가 1985년 그 구체적 개념을 정립했다. 말 그대로 양자역학적 원리에 따라 작동하는 미래형 컴퓨터다. 양자역학에 기반을 둔 독특한 논리연산법을 컴퓨터 분야에 도입, 이전의 컴퓨터와 차원이 다른 컴퓨터를 만들 수 있다는 생각에서 나온 개념이다. 기존의 정보 처리방식 및 통신 이론, 개인용 컴퓨터에서 슈퍼컴퓨터 등이 모두 기본적 원리를 고전적 역학에 두고있다는 점과 대비된다.
양자컴퓨터가 현실화한다면 게놈(유전자)이나 기상, 경제, 데이터마이닝 등 현존하는 컴퓨터로 풀어낼 수 없는 고도로 복잡한 영역의 연구에 활용이 가능하다. 한 마디로 기존 컴퓨터로 100만년 이상 걸리는 암호화 프로그램을 1시간 이내에 처리할 수 있을 것으로 추정된다는 것이다. 기존의 컴퓨터는 계산이 오래 걸려 시도할 수 없었던 복잡한 시뮬레이션을 금방 처리할 수 있어 의약품과 신물질 개발 등에 획기적인 발판을 마련할 것으로 기대를 모으고 있다. 전 세계의 관계자들은 양자컴퓨터의 실용화를 위해 여러 단계를 밟아왔다. 벨 전화 연구소의 피터 쇼어가 1994년 커다란 수(數)의 소인수분해 알고리즘을 발견했다. 그리고 1997년에는 IBM의 아이작 추앙이 2비트 규모의 양자컴퓨터를 처음 만들었으며 1999년 일본의 NEC가 양자컴퓨터용 고체 회로소자 개발에 성공했다. 우리나라에서도 2001년 KAIST(한국과학기술원) 연구팀이 병렬처리 3비트 양자컴퓨터를 개발해냈다. 2003년들어 일본 NEC와 이화학연구소가 공동으로 양자비트 2개를 결합한 고체 논리연산회로로 동작하는 양자컴퓨터 제작에 성공했다.
최근들어서는 다양한 연산을 수행할 수 있는 소규모 양자컴퓨터가 개발됐다. 크리스토퍼 먼로 미국 메릴랜드대 교수팀은 이온을 가둬두는 ‘이온덫(이온트랩)’을 이용해 양자컴퓨터를 구현했고 90∼95%의 정확도로 연산을 수행하는 것을 확인했다. 얼마전 ‘네이처’(Nature)에 이같은 내용이 발표됐다. 마침내 양자컴퓨터가 실용화 단계에 들어선 것이다. 이 양자컴퓨터는 이온트랩으로 고정된 5개의 큐비트(qubit)로 구성돼있다고 한다. 연구팀은 컴퓨터를 작동시켜 레이저를 이용해 이온의 상태를 조절하고 연결해 특정 영역의 연산을 수행했다. 연구진은 컴퓨터가 안정적으로 구동한다는 것도 확인했다. 인류가 그리던 '꿈의 컴퓨터'가 눈 앞에 다가왔다는 의미다.
