세상을 뒤바꿀 새로운 양자 혁명 (QUANTUMREVOLUTION | 반양장)

세상을 뒤바꿀 새로운 양자 혁명 (QUANTUMREVOLUTION | 반양장)

$18.00
Description
기존 컴퓨팅 기술의 한계를 뛰어넘는 미래의 컴퓨터,
양자 컴퓨터가 가져올 혁명적 변화는 이미 시작되었다!
상상을 현실로 만드는 양자 컴퓨터 혁명
양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용해 정보를 처리하는 새로운 형태의 혁신적인 컴퓨팅 시스템으로, 기존 컴퓨터의 0과 1로 된 비트 대신 큐비트를 사용하여 0과 1 두 상태를 동시에 가질 수 있는 중첩과 얽힘에 기반합니다. 양자 컴퓨터는 중첩 상태를 이용하면 여러 가지 경우의 수를 동시에 계산할 수 있고, 얽힘 상태는 계산 속도를 극적으로 높일 수 있습니다.
이 책에서는 양자 컴퓨터가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 우리의 삶에 어떠한 변화를 가져올지 살펴보고 있습니다. 나아가 양자 컴퓨터가 암호 해독과 약물 개발(예: 구글의 시카모어), 인공지능에서 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 가지고 있음을 보여주고 있습니다.

양자 컴퓨터의 작동 원리
양자역학의 핵심 원리 중 하나인 ‘중첩’은 입자가 동시에 여러 상태를 가질 수 있다는 개념으로, 이는 공중에 던져서 회전하는 동전이 앞면과 뒷면을 동시에 보여주는 것과 같은 현상입니다. 이러한 중첩 상태를 이용하면 양자 컴퓨터는 여러 가지 경우의 수를 동시에 계산할 수 있습니다. 또 다른 원리는 ‘얽힘’으로, 두 입자가 얽혀 있으면 한 입자의 상태를 측정하는 것만으로 다른 입자의 상태를 즉시 알 수 있습니다. 이러한 얽힘 상태는 계산 속도를 엄청나게 높일 수 있습니다.

양자 컴퓨터의 놀라운 힘과 변화 잠재력
현재 우리가 사용하는 컴퓨터는 0 또는 1의 값만 가질 수 있는 ‘비트’라는 정보 처리 단위를 사용해 계산을 수행하지만, 양자 컴퓨터는 ‘큐비트’라는 특별한 정보 단위를 사용하여 중첩 현상으로 0과 1을 동시에 가질 수 있습니다. 따라서 기존 컴퓨터보다 훨씬 많은 정보를 담을 수 있고, 한번에 여러 가지 계산을 할 수 있습니다. 또한 얽힘 현상은 두 입자가 멀리 떨어져 있어도 서로 연결된 것처럼 행동하는 것으로, 이를 이용하면 멀리 떨어져 있는 양자 컴퓨터들을 하나의 컴퓨터처럼 작동시킬 수 있어 서로 영향을 주고받으며 정보를 즉시 공유할 수 있고 협력해서 계산을 할 수도 있습니다.
양자 컴퓨터의 이러한 특성을 이용하면 다양한 분야에서 엄청난 혁신을 이루어 낼 수 있습니다. 예를 들어 기존 약물보다 더 효과적이고 부작용이 적은 약물을 빠르게 개발할 수 있고, 또 더 강하고 가벼운 물질을 개발해 새로운 우주선이나 건물 등을 만들 수 있으며, 더 똑똑한 인공지능을 만들어 우리 삶을 더 편리하게 해줄 수도 있습니다.

양자 컴퓨터의 현재와 미래
양자 컴퓨터는 현재 컴퓨팅 기술의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 기술입니다. 중첩과 얽힘이라는 원리를 이용하여 기존 컴퓨터로는 할 수 없는 계산을 수행할 수 있기 때문입니다. 그러나 현재 양자 컴퓨터는 아직 초기 단계이며, 실용적인 기술로 상용화될 때까지는 어느 정도 시간이 필요합니다. 양자 컴퓨터 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 세계 각국 정부와 IBM, 구글, 마이크로소프트와 같은 글로벌 기업들은 이 혁명적인 기술 개발에 막대한 자본을 투자하고 있습니다. 양자 컴퓨터는 새로운 기술과 혁신을 촉진하여 우리의 삶을 크게 변화시킬 것입니다.
저자

쥘리앙보브로프

저자;쥘리앙보브로프
프랑스파리사클레(Paris-Saclay)대학교교수로,과학의대중화및교육프로젝트를위한연구팀(Laphysiqueautrement)을이끌고있다.첫번째저서『나의위대한양자역학(Mongrandmecanoquantique)』으로대중에큰반향을불러일으키며과학의즐거움을널리알리기위해끊임없이노력하고있다.과학대중화에뛰어난재능이있음을인정받아2011년프랑스물리학회로부터장페랭(Jean-Perrin)상을받았고,프랑스국립과학연구소(CNRS)는2022년그와그의연구팀에메달을수여했다.국내에출간된책으로는『수식없이술술양자물리』가있다.

역자:조선혜
프랑스에서미술사와역사를공부하고이화여자대학교통번역대학원한불과를졸업했다.현재다양한분야에서통번역을하면서바른번역소속번역가로활동하고있다.옮긴책으로는『칼
리에르의협상』,『지금은지구생태계수업시간입니다』,『타임머신타고도착한곳은어디일까?』,『아이의자립심을키우는몬테소리육아』등이있다.

감수:조명래
서울대학교물리천문학부를졸업한후동대학원에서박사학위를취득했다.한국기초과학연구원과사클레프랑스원자력청에서박사후연구원을지냈고영국국립물리연구소(NPL)상급연구
과학자,한국표준과학연구원선임연구원으로근무했다.현재는경북대학교물리학과교수로재직중이다.

목차

프롤로그:두번째혁명?

1.원자를보다
2.지금몇시죠?
3.에트나화산꼭대기의원자
4.다이아몬드는영원하다
5.양자컴퓨터를그려보세요
6.보편적인기계
7.양자우월성
8.양자음악악보
9.양자스파이
10.버그들
11.빛이있으라!
12.아웃사이더들
13.원자로조각한모나리자
14.게임이아닌진짜시뮬레이터
15.얽힘,새로운경계
16.양자인터넷

에필로그:주요질문들

감사의말
주석
참고문헌
찾아보기

출판사 서평

양자컴퓨터의작동원리

양자역학의핵심원리중하나인‘중첩’은입자가동시에여러상태를가질수있다는개념으로,이는공중에던져서회전하는동전이앞면과뒷면을동시에보여주는것과같은현상입니다.이러한중첩상태를이용하면양자컴퓨터는여러가지경우의수를동시에계산할수있습니다.또다른원리는‘얽힘’으로,두입자가얽혀있으면한입자의상태를측정하는것만으로다른입자의상태를즉시알수있습니다.이러한얽힘상태는계산속도를엄청나게높일수있습니다.

양자컴퓨터의놀라운힘과변화잠재력

현재우리가사용하는컴퓨터는0또는1의값만가질수있는‘비트’라는정보처리단위를사용해계산을수행하지만,양자컴퓨터는‘큐비트’라는특별한정보단위를사용하여중첩현상으로0과1을동시에가질수있습니다.따라서기존컴퓨터보다훨씬많은정보를담을수있고,한번에여러가지계산을할수있습니다.또한얽힘현상은두입자가멀리떨어져있어도서로연결된것처럼행동하는것으로,이를이용하면멀리떨어져있는양자컴퓨터들을하나의컴퓨터처럼작동시킬수있어서로영향을주고받으며정보를즉시공유할수있고협력해서계산을할수도있습니다.
양자컴퓨터의이러한특성을이용하면다양한분야에서엄청난혁신을이루어낼수있습니다.예를들어기존약물보다더효과적이고부작용이적은약물을빠르게개발할수있고,또더강하고가벼운물질을개발해새로운우주선이나건물등을만들수있으며,더똑똑한인공지능을만들어우리삶을더편리하게해줄수도있습니다.

양자컴퓨터의현재와미래

양자컴퓨터는현재컴퓨팅기술의한계를뛰어넘는혁신적인기술입니다.중첩과얽힘이라는원리를이용하여기존컴퓨터로는할수없는계산을수행할수있기때문입니다.그러나현재양자컴퓨터는아직초기단계이며,실용적인기술로상용화될때까지는어느정도시간이필요합니다.양자컴퓨터기술은빠르게발전하고있으며,세계각국정부와IBM,구글,마이크로소프트와같은글로벌기업들은이혁명적인기술개발에막대한자본을투자하고있습니다.양자컴퓨터는새로운기술과혁신을촉진하여우리의삶을크게변화시킬것입니다.

책속에서

이책에서우리는함께이러한미래기술을탐험할것입니다.저는여러분에게양자이론을가르치지는않을것입니다.여러분은슈뢰딩거방정식을푸는법을배우지도않을것입니다....가장최신의,가장흥미롭고,가장예상치못한발견들,이미사용되고있는것들,어쩌면빛을보지못할것들,그리고무엇보다제생각에내일우리의일상을진정으로바꿔놓을발견들에대해들려드리겠습니다._<프롤로그:두번째혁명?>9-10쪽

우리가알지못하는사이에양자혁명은이미우리의시간과공간에대한이해방식을뒤흔들었습니다.우리의스마트폰이실험실의원자시계로측정된협정세계시에맞춰시간을조정할뿐만아니라,GPS로우리위치를측정하는것또한위성안에서이루어지는양자실험에기반합니다.이러한응용을넘어이시계들은더뜻밖의분야,즉지구물리학에도쓰일수있습니다.이를이해하려면일반상대성이론을거쳐야합니다!_<지금몇시죠?>34쪽

지금까지실험들은자연을관찰하기위한기술적장치에불과했습니다.이제실험들은더이상현상을측정하는것에만족하지않고전례없는현상을만들어냅니다.이것이바로제2차양자혁명의핵심입니다.첫단계에서물리학자들은실험실에서현상을만들어자세히관찰합니다.그런다음그것을다른용도로사용합니다.그들은간섭을만들고,이를이용해가속도계를발명합니다.얽힘을만들고,이를이용해메시지를암호화합니다.중첩을만들고,이를이용해컴퓨터를설계합니다._<에트나화산꼭대기의원자>53쪽

양자컴퓨터는양자기술대중화의도전이며,아마도궁극적인도전일것입니다.가장추상적인이론과가장첨단기술에기반을두고있죠.더나쁜것은모든환상을싣고다닌다는겁니다.첨단기술계의모험가들과가장대담한투자자들을끌어당기고매혹합니다.하지만또한두려움을줍니다._<양자컴퓨터를그려보세요>71쪽

양자컴퓨팅의미래에대한의견을갖기위해서는오류문제를진지하게다뤄야합니다.‘게이트오류’,‘위상오류’,‘비트오류’등오류는너무나많습니다.이런오류는어디서오는것일까요?어떤오류가가장심각할까요?어떻게수정할수있을까요?먼저구체적으로이런오류가무엇인지설명하는것에서시작해봅시다._<버그들>144쪽

현재까지연구된모든큐비트들중어떤종류도향후에성공적으로규모의확장을할것이란보장이없습니다.각각심각한문제점이있으며,이에시간과자원을투자하는이들은실제위험을감수하고있습니다.하지만위상큐비트만큼위험한것은없습니다.위상큐비트는아마도이제2의양자혁명에서가장모험적인도전일것입니다._<아웃사이더들>180쪽

양자컴퓨터는예상치못한곳에서작은혁명을일으킬수도있습니다.바로농업분야입니다.현재질소비료는인구를부양하기위해우리사회가지불하는주요에너지비용중하나입니다.이비료를생산하려면질소를암모니아로전환해야합니다.이화학반응에는400℃이상의반응로가필요하며,전세계에너지의1~2%를소비하고,대기중에같은양의CO2를배출하고있습니다.이는재앙입니다.다행히단순한단백질,질소환원효소Nitrogenase가질소를가열할필요없이같은작업을수행할수있습니다.만약양자컴퓨터가그작동원리를해독할수있다면,그리고공장에서그것을모방하기만하면오염을발생하는반응로는더이상필요없게될것입니다!_<게임이아닌진짜시뮬레이터>207쪽