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양자컴퓨터가 실제로 계산을 하는 방식은 어떨까요?
디지털 컴퓨터가 0과 1을 바꾸며 계산을 하듯이, 양자컴퓨터는 전자가 빙글빙글 도는 방향을 바꾸는 양자 게이트들을 적절히 배치해 계산을 합니다.
양자 게이트는 전자의 회전 방향을 바꾸는 최소 단위이며, 게이트들의 위치와 종류를 적절히 배치하는 것을 양자컴퓨터를 프로그래밍 한다고 지칭합니다.
적당한 방향의 전자를 양자컴퓨터에 넣으면, 전자는 빛의 속도에 가까운 속도로 일렬의 양자 게이트들을 통과해 방향이 바뀐 채로 튀어나오게 됩니다. 튀어나온 전자의 방향이 곧 계산의 결과인 셈이죠.
예로, 3D 게임에서 카메라가 90도 돌아가는 계산을 양자컴퓨터로 하고 싶다고 상상해 봅시다.
우선, 양자컴퓨터가 회전상태를 정확히 90도 돌리는 양자 게이트를 사용하도록 프로그래밍 합니다. 그 후, 카메라의 처음 방향을 기준으로 회전하는 전자를 양자컴퓨에 넣고, 튀어나온 전자의 회전방향을 읽으면, 90도 돌아간 카메라의 방향을 알게 되는 것입니다.
하지만 우리는 절대로 튀어나온 전자의 회전방향을 정확히 알지 못합니다.
너무나도 유명한 불확정성의 원리 때문입니다.
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