양자컴퓨터 원리 와 개발 단계

양자컴퓨터 원리 와 개발 단계

 

1. 초전도 큐비트 (Superconducting Qubits)

현재 가장 앞서 나가고 있는 방식으로, IBM과 구글(Google)이 이 방식을 채택하고 있습니다. 기존 반도체 제조 공정을 일부 활용할 수 있어 확장성이 좋습니다.

• 작동 원리: 전기 저항이 '0'이 되는 초전도 현상을 이용해 인공적인 원자(회로)를 만들고, 이를 큐비트로 제어합니다.
• 장점:
• 단점:
• 주요 기업: IBM, Google, Rigetti Computing

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2. 이온 트랩 (Trapped Ions)

자연 그대로의 원자를 사용하기 때문에 가장 정확도가 높은 방식입니다. 한국의 양자컴퓨터 권위자인 김정상 교수가 공동 창업한 'IonQ(아이온큐)'가 대표적입니다.

• 작동 원리: 전자기장을 이용해 진공 공간에 이온(전하를 띤 원자)을 공중에 띄워 가두고, 레이저를 쏘아 제어합니다.
• 장점:
• 단점:
• 주요 기업: IonQ, Quantinuum (Honeywell)

3. 광 기반 / 포토닉 (Photonic Qubits)

빛의 입자인 **'광자(Photon)'**를 이용하는 방식으로, 최근 막대한 투자를 받으며 급부상하고 있습니다. 이론적으로는 상온 작동이 가능하고 통신과의 결합이 쉽습니다.

• 작동 원리: 실리콘 칩 위에 빛이 지나가는 길(광회로)을 만들고, 빛의 편광이나 위상을 이용해 정보를 처리합니다.
• 장점:
• 단점:
• 주요 기업: PsiQuantum, Xanadu

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📊 한눈에 비교하기

방식	대표 기업	핵심 장점	핵심 단점
초전도	IBM, Google	빠른 속도, 제조 노하우 축적	극저온 냉각 필수, 짧은 유지 시간
이온 트랩	IonQ	높은 정확도, 긴 유지 시간	느린 속도, 공간적 확장성 한계
광 기반	PsiQuantum	상온 작동 가능성, 통신 연동	기술적 구현 난이도, 광자 손실

참고: 이 외에도 중성 원자(Neutral Atom) 방식이나 인텔이 주도하는 실리콘 스핀(Silicon Spin) 방식도 무섭게 추격하고 있어, 향후 5~10년 내에 판도가 바뀔 가능성도 충분합니다.