ㅁ 미래 컴퓨팅

ㅇ 정의:
양자 컴퓨터와 고전 컴퓨터를 결합하여 문제를 해결하는 컴퓨팅 모델로, 양자 알고리즘이 처리하기 어려운 부분은 고전 컴퓨터가, 양자 컴퓨터가 강점을 가지는 부분은 양자 프로세서가 담당하는 방식.

ㅇ 특징:
– 양자 컴퓨터의 병렬성 및 특정 문제에서의 지수적 속도 향상을 활용
– 고전 컴퓨터의 안정성과 범용성을 결합하여 현재 기술 수준에서 실용적 활용 가능
– 데이터 전처리, 후처리, 제어 로직은 고전 컴퓨터가 수행하고 핵심 연산은 양자 컴퓨터가 담당
– NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 시대에 적합

ㅇ 적합한 경우:
– 최적화 문제, 양자 화학 시뮬레이션, 머신러닝 가속
– 양자 하드웨어 자원이 제한적일 때 효율적으로 활용
– 완전한 양자 컴퓨팅이 불가능한 환경에서 단계적 도입

ㅇ 시험 함정:
– ‘하이브리드’를 단순히 양자와 고전 컴퓨터를 동시에 사용하는 것으로만 이해하면 오답
– 모든 연산을 양자 프로세서가 처리한다고 생각하는 경우
– NISQ 시대와 무관하다고 착각하는 경우

ㅇ 시험 대비 “패턴 보기” 예시:
O: “데이터 전처리를 고전 컴퓨터가 수행하고, 양자 회로 연산을 양자 컴퓨터가 수행하는 모델이다.”
X: “모든 연산을 양자 컴퓨터만으로 처리하는 모델이다.”

ㅁ 추가 학습 내용

Hybrid Quantum-Classical Model 학습 시, 대표적인 하이브리드 알고리즘인 Variational Quantum Eigensolver(VQE)와 Quantum Approximate Optimization Algorithm(QAOA)의 구조와 동작 원리를 함께 학습하는 것이 중요하다. 또한 양자-고전 간 데이터 전송에서 발생하는 병목 현상, 양자 회로 깊이(Depth) 제약, 오류 보정 기술의 한계 등 실무 적용 시 고려해야 할 기술적 제약을 이해해야 한다. 시험에서는 ‘NISQ 시대’라는 키워드와 함께 하이브리드 모델이 자주 등장하며, 양자 컴퓨터가 모든 연산을 처리하지 않는다는 점을 명확히 구분하는 문제가 자주 출제된다.