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양자 컴퓨터란?
먼저, 컴퓨터의 기본 작동 원리를 생각해 보겠습니다. 컴퓨터는 비트라는 정보 단위를 사용하는데, 이 비트는 0 또는 1의 값을 가집니다. 이러한 비트들의 연산을 통해 컴퓨터가 동작합니다. 그러나 양자 컴퓨터에서는 양자 비트, 또는 “큐비트”라고 부르는 새로운 정보 단위를 사용합니다.
큐비트는 특별한 성질을 가지고 있는데, 그것은 바로 0과 1 상태를 동시에 가질 수 있다는 것입니다. 이를 “양자 중첩”이라고 부르는데, 매우 놀라운 현상이죠. 또한, 큐비트들 사이에는 “양자 얽힘”이라는 현상이 발생해 서로 영향을 주고 받을 수 있습니다. 이런 특성 덕분에 양자 컴퓨터는 복잡한 문제를 훨씬 빠르게 해결할 수 있는 잠재력이 있습니다.
하지만, 이런 놀라운 특성에도 불구하고, 양자 컴퓨터를 만드는 것은 매우 어렵습니다. 큐비트는 매우 민감해서 주변 환경의 미세한 변화에도 영향을 받기 때문이죠. 따라서 양자 컴퓨터는 아직 연구 단계에 있으며, 그 능력을 최대한 활용하기 위한 방법을 계속 찾고 있습니다.
양자 컴퓨터와 우주와의 관계?
양자 컴퓨터가 동작하는 온도는 영하 273도로 켈빈 절대온도에 가깝습니다. 이를 유지하기 위해서, 양자 컴퓨터는 겹겹이 둘러싸인 냉동실안에서 동작을 합니다.
그런데 문뜩 이런 생각이 들었습니다.
대기권 밖의 온도는? 영하 270도에 가깝습니다. 양자 컴퓨터를 꼭 지구에서 동작시켜야할 이유가 있을까요? 통신만 가능하다면, 우주 공간에 양자 컴퓨터를 배치하고, 지상에서는 무선 네트웍 장비로 데이터를 주고 받는 다면, 훨씬 효율적이지 않을까요?
우주 정거장의 외벽에 설치하는 방법이나, 우주 데이터 센터를 만드는 방법이 가능하지 않을까 하는 생각을 해봅니다.
여기에서 관건은 지상까지 빠른 속도로 데이터를 전송하는 일인데요. 이왕 데이터센터가 우주에 떠 있는 것이라면, 대부분의 컴퓨팅과 데이터 처리는 우주에서 하고, 지상에는 최소한의 필요 데이터, 예를 들면 특정 의사결정을 위한, yes/no 처럼 극단적으로 축소된 데이터만 보낸다면, 우주 데이터 센터도 공상만은 아니라고 생각합니다.
우주 정거장 ISS란?
국제우주정거장(ISS)은 1998년부터 건설이 시작된, 다국적 연구 시설을 갖춘 우주정거장입니다. 이는 러시아, 미국 등 여러 국가들이 참여하여 만들었으며, 지구에서 육안으로도 볼 수 있는 가장 큰 우주 정거장입니다. ISS는 러시아 섹션과 미국 섹션의 두 부분으로 구성되어 있으며, 각각 다양한 기능과 실험실을 포함하고 있습니다. 지구 저궤도의 400km 고도에서 운영되며, 매일 15.7번 지구를 도는 빠른 속도로 움직입니다.
