기본 콘텐츠로 건너뛰기

2025년 노벨 물리학상: 양자 컴퓨터의 큐비트 그 뿌리를 찾아서

🏆 2025년 노벨 물리학상 수상자

올해의 수상자 세 분은 거시적인 크기에서도 양자역학적 현상을 관찰할 수 있다는 것을 증명하여, 현재 진행 중인 양자 컴퓨팅 기술의 과학적 토대를 확립했습니다.

  • 존 클라크 (John Clarke): 초전도 기반 양자 측정 기술 개발
  • 미셸 드보레 (Michel Devoret): 초전도 회로의 에너지 양자화 이론 확립
  • 존 마티니스 (John Martinis): 초전도 기반 큐비트의 실험적 구현 기여
미셀 드보레는 제가 다니고 있는 구글의 연구자(Chief Scientist of Quantum Hardware)시네요! :)

🔑 수상 업적의 핵심: '거시적 양자 현상'이란?

노벨위원회는 이들의 업적을 "거시적 양자역학적 터널링과 전기 회로에서의 에너지 양자화의 발견"이라고 발표했습니다. 이게 무슨 뜻일까요?

1. 거시적 양자 터널링 (Macroscopic Quantum Tunneling)
양자역학의 상식: 원래 양자역학 현상(예: 터널링)은 원자나 전자처럼 눈에 보이지 않는 미시적인 세계에서만 일어난다고 생각되었습니다.

발견의 혁신: 이들은 SQUID (초전도 양자 간섭 장치)와 같은 '거시적인' 초전도 전기 회로에서도 입자가 에너지 장벽을 뚫고 지나가는 양자 터널링 현상이 일어난다는 것을 실험적으로 관찰했습니다. 이는 양자 현상이 실제 공학적으로도 다룰 수 있는 크기에서 작동함을 보여준 놀라운 증거였습니다.

2. 에너지 양자화 (Quantization of Energy)
계단의 에너지: 고전적인 세계에서 에너지는 연속적이지만, 양자 세계에서는 에너지가 마치 '계단'처럼 띄엄띄엄 떨어진 불연속적인 값(양자화)만을 가집니다.

큐비트의 탄생: 수상자들은 초전도 회로에서 이 에너지 양자화 상태를 관찰하는 데 성공했습니다. 이 양자화된 에너지 상태 중 가장 낮은 두 개를 활용하여 양자 컴퓨터의 기본 단위인 '0'과 '1'을 동시에 표현할 수 있는 초전도 큐비트 구현의 물리학적 원리를 완성했습니다.

🚀 왜 이 발견이 중요한가요? (양자 컴퓨터의 뿌리)

이들의 연구는 당장 눈에 보이는 완제품(양자 컴퓨터)에 대한 상이 아니라, 그 컴퓨터를 구동하는 가장 근본적인 물리적 원리를 확립한 공로에 대한 수상입니다.

  • 트랜지스터의 비유: 전문가들은 이 발견을 "반도체 역사에서 트랜지스터를 발명한 것과 같다"고 평가합니다. 이 기초 원리가 없었다면, 우리가 지금 사용하는 모든 디지털 기기는 탄생할 수 없었을 것입니다.
  • 미래 기술: 이 원리는 구글, IBM, NASA 등 전 세계 연구 기관들이 지금 개발하고 있는 초전도 기반 양자 컴퓨터의 핵심입니다. 이들의 연구 덕분에 우리는 상상을 초월하는 연산 능력을 가진 양자 컴퓨팅, 양자 암호, 초정밀 센서 시대를 열 수 있게 되었습니다.
2025년 노벨 물리학상은 인류의 계산 능력을 완전히 새롭게 정의할 미래 기술의 단단한 주춧돌을 놓은 과학적 성취에 대한 헌사입니다!



라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

Wireless: HotSpot 2.0 이란?

스마트폰 사용자가 HotSpot 2.0을 지원하는 Wi-Fi 망을 사용하는 경우라면 기존 Wi-Fi 망과 달리 이동통신 망에서 Wi-Fi 망으로의 네트워크 연결 전환이 자연스럽게 이루어진다. 예를 들면, 3G 네트워크를 이용하여 영화를 보고 있다가 HotSpot 2.0 네트워크에 연결이 가능하게 되면 영화 시청 중단 없이 Wi-Fi 망으로 자연스럽게 네트워크 연결이 이동하여 3G 망의 부하도 줄이고 사용자의 네트워크 비용도 절약할 수 있다. 시스코에서 제공한 White Paper 를 참고.
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

Apple M1 Mac Mini에서 이더리움 (Ethereum) 채굴하기

 돈을 벌 목적은 아니고 이더리움 기술에 대한 호기심에 직접 채굴(마이닝)에 나서 보기로 했다. 머신은 Apple M1 Mac Mini. 스팩을 살펴보니 8 Core GPU에 16GB 메모리를 공유하고 있어 가능은 해보인다. 큰 흐름은 다음과 같다. 채굴한 이더리움을 저장할 지갑을 만든다 만든 지갑의 정보를 잘 보관해둔다 (Secret Recovery Phrase, 지갑의 주소 값) Apple M1용 채굴 프로그램 설치 내 지갑 정보를 이용해서 채굴 프로그램 실행 일단, 채굴한 이더리움을 저장할 지갑(wallet)을 만들어야 한다.  크롬 브라우저 익스텐션 설치로 비교적 간단하게 지갑을 만들 수 있는  https://metamask.io/ 를 이용하기로 했다. 크롬 익스텐션을 설치 후 기존에 만든 지갑이 없으므로 "Create a Wallet"을 선택한다. 패스워드 입력하고 등등의 절차를 거치면 아래와 같은 Secret Recovery Phrase가 나온다. 이 값을 잘 보관해두기 바란다. 나중에 지갑을 복구할 때 필요한 값이다. 이 값이 유출되면 지갑에 모아둔 이더리움을 다 털릴 수 있으므로 안전한 곳에 보관한다. Confirm Your Secret Phrase에서 확인 과정을 거친다. 직접 입력하는 것이 아니라 단어 별 버튼을 일일이 클릭해서 확인해주어야 한다. (좀 번거롭지만 그만큼 Secret Recovery Phrase가 중요함을 인지시키기 위한 과정이다.) 이제 지갑은 준비 완료. 생성된 Account 화면에서 지갑의 주소갑을 얻을 수 있다.  Apple M1용 채굴 프로그램을 설치해보자. Ethminer M1 Github 프로젝트 에서 미리 컴파일된 바이너리를 다운로드 받는다. (Assets를 펼치고 ethminer-m1을 클릭해서 다운 받으면 된다) 원하는 폴더에 파일을 옮겨 놓고 Terminal에서 chmod +x로 실행가능하게 만든다. % mv ~/Downloads/ethminer-m1 .   ...
댓글 1개
자세한 내용 보기

SKT HSS 서버 해킹 사태에서 USIM 교체의 보안 효과

최근 발생한 SKT의 HSS(Home Subscriber Server) 서버 해킹 사건은 이동통신망의 핵심 인프라를 겨냥한 중대한 보안 위협입니다. IT 및 통신 보안 전문가의 관점에서 이번 사태의 기술적 내용을 이해하고, USIM 교체가 왜 효과적인 대응 방안이 될 수 있는지 설명드리겠습니다. HSS(Home Subscriber Server)란 무엇인가? HSS는 이동통신망의 핵심 구성 요소로서, 가입자에 대한 모든 인증, 권한 부여, 이동성 관리 정보를 저장하고 관리하는 중앙 집중식 데이터베이스입니다. 쉽게 말해, 이동통신 가입자의 '마스터 키'와 같은 역할을 수행합니다. 휴대폰을 켜거나 기지국에 연결될 때마다 단말기는 USIM(Universal Subscriber Identity Module)에 저장된 정보를 이용하여 HSS에 접근하고, HSS는 해당 가입자가 네트워크에 접속하고 서비스를 이용할 수 있는 정당한 사용자인지 확인하는 인증 절차를 수행합니다. HSS에 저장되는 주요 정보에는 다음과 같은 민감한 데이터가 포함됩니다. IMSI (International Mobile Subscriber Identity): 가입자를 고유하게 식별하는 국제 표준 식별자입니다. USIM 인증 키 (Authentication Key): USIM과 HSS 간의 상호 인증에 사용되는 비밀 키입니다. 이 키는 통신 세션 설정 시 무단 접근을 방지하는 데 필수적입니다. 서비스 프로파일: 가입자가 어떤 서비스(음성 통화, 데이터 통신, 부가 서비스 등)를 이용할 수 있는지에 대한 정보입니다. 이동성 관리 정보: 가입자의 현재 위치 정보 등을 관리하여 통신 연결을 유지합니다. SKT HSS 서버 해킹의 기술적 의미 이번 SKT HSS 서버 해킹은 공격자가 이동통신망의 가장 민감한 정보를 관리하는 핵심 시스템에 침투했다는 점에서 심각성을 가집니다. 정확한 공격 경로는 조사를 통해 밝혀지겠지만, 일반적으로 HSS와 같은 중요 서버는 외부 인터넷과 분리된...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기