“대한민국양자컴퓨터연구를개척한물리학자”
_김재완(물리학자,고등과학원부원장)
학계와대중사이에벌어진이지식의틈을메우기위해이순칠카이스트교수가교양도서를집필했다.이순칠교수는대한민국양자정보1세대연구자로서,국내최초로병렬처리양자컴퓨터를개발하여“대한민국양자컴퓨터연구를개척한물리학자”라는평을받고있다.이책은저자가30여년간진행한카이스트양자역학강의의핵심을오롯이담아놓은책으로,듣기만해도어려워보이는양자역학과양자컴퓨터가알기쉽고매력적인대상으로재탄생한다.양자역학의기초부터양자컴퓨터와양자암호의핵심원리,양자정보기술의동향과전망까지,독자들은이책단한권만으로도양자컴퓨터의정수를고스란히접할수있다.
양자역학의기본부터양자정보기술의최전선까지
우리가알아야하는양자컴퓨터의모든것
“양자컴퓨터를이해하는데필요한것을모두설명했다.”
책의구성을살펴보면이책이양자컴퓨터의A부터Z까지를총망라했다는사실이확연히드러난다.전반부인1,2부는양자컴퓨터를이해하기위해서반드시알아야하는양자역학의기본을다룬다.먼저1부는양자역학은아무도이해할수없다는사실을지적하면서시작한다.이어서세상의삼라만상은모두입자인동시에파동이라는과학적팩트를설명하고,양자역학의핵심원리인중첩성과확률적해석에대한내용을양자피아노라는독창적인비유를곁들여알기쉽게전달한다.
2부는주로‘얽힘’이라는기묘한양자역학적현상을설명한다.입자여러개의상태가중첩되어있을때그입자들이‘얽혀있다’라고하는데,바로이현상이양자원격이동(양자전송)과같은SF에서볼법한기술과양자컴퓨터의밑바탕이된다.얽힘과관련하여이책은아인슈타인이다른물리학자들과공저하여양자역학을비판한기념비적인논문‘EPR패러독스’의논지를살펴보는데,이부분을이보다쉽고충실하게설명한책은없을것이다.중첩성과얽힘은양자컴퓨터가고전컴퓨터보다혁신적으로빠른이유이기때문에,양자컴퓨터의원리를제대로이해하려면그와같은기본을반드시짚고넘어가야한다.
후반부인3,4,5부는본격적으로양자컴퓨터의작동원리와그용도를설명한다.3부는양자컴퓨터가등장한배경을살펴보면서시작하는데,리처드파인먼과찰스베넷을위시한양자정보과학의대가들이이끈양자컴퓨터의발전과정이알기쉽게해설된다.이어서그배경지식을바탕으로양자컴퓨터의기본연산이일반컴퓨터와어떤점에서다른지,양자컴퓨터가어떤이유로일반컴퓨터보다훨씬빠른처리속도를자랑하게되었는지,양자컴퓨터의연산이물리적으로어떻게구현되는지들여다본다.양자컴퓨터의원리를이해하기어려운이유가운데하나는양자컴퓨터가우리눈에보이지않는입자들의거동을통해작동하기때문이다.하지만저자는머릿속에쉽게그려볼수있는‘회전하는자석’이라는상황을도입하여이를통해양자컴퓨터의원리를쉽게설명해낸다.
4부는양자컴퓨터소프트웨어인데이터검색알고리즘과소인수분해알고리즘의원리를설명함으로써양자컴퓨터가어떻게비밀키암호와공개키암호를모두격파할수있는지살펴본다.현대사회는인터넷암호화와인증시스템을기반으로작동하고있는데,양자컴퓨터의성능이좋아질수록암호체계가더욱큰위협을받게되므로이를살펴보는일은대단히중요하다.5부는양자정보기술의현재를짚어보고미래를전망해본다.
독창적인비유,흥미진진한스토리텔링
사칙연산만할줄알면이해할수있는
양자정보세계의놀라운현상들
『퀀텀의세계』는놀랍게도수식을사용하지않고독창적인비유를곁들여모든내용을설명한다.양자역학도어려운데,그것을응용한양자컴퓨터의원리를비전공자들에게명쾌하게설명하기란굉장히어려운일이다.하지만저자는독창적인비유를적재적소에사용하여사칙연산만할줄알면무리없이술술내용을이해할수있게했다.얼핏들어봐도아리송한양자세계의중첩과확률적해석을피아노의화음연주에비유하여설명하는가하면,얽힘과같은기묘하고도복잡한양자현상을남녀의사교춤에빗대어명쾌하게설명해낸다.일반과학책답지않은유머스러운문체와마치독자와이야기를나누는듯한서술방식또한낯선개념을부담없이받아들이게하는데한몫을톡톡히해낸다.
흥미진진한스토리텔링을가미하여독자들의접근성을높인것또한이책의큰특징이다.독특하게도이책은액자식구성을취하고있다.미래의한국가에서양자컴퓨터개발팀의수장이대통령을청자로다섯차례의세미나를연다는것이외부이야기이고,그세미나의내용이내부이야기로펼쳐지며양자역학과양자컴퓨터가상세히설명된다.마치소설처럼독자를단숨에사로잡는이액자식이야기는양자컴퓨터가최초로개발되면어떤일이벌어질지에대한저자의예측이기도하다.이책에는또한각장말미에‘물리학자들이사는세상’이라는코너가수록되어있다.저자가물리학자로살면서느낀점들을흥미롭게풀어놓은것으로,물리학자의일상을엿보는재미가쏠쏠하다.특히저자가2014년미국물리학회에직접참여해보고들은경험을풀어놓은글(“미국물리학회장의디웨이브”,307쪽)은양자컴퓨터연구최전선에서무슨일이벌어지고있는지궁금해하는독자들이단연코흥미롭게읽을만하다.
“양자컴퓨터는반드시만들어진다.”
양자의시대를살아갈이들을위한
양자정보최전선에서보내온탁월한안내서
저자에따르면양자컴퓨터는언젠가반드시만들어진다.“양자컴퓨터는더이상공상과학이아니”며,세계각국의대학교와연구소,거대기업들이이미활발하게개발하고있고양자컴퓨터를만들지못할이론적인장벽은없기때문에반드시만들어진다는것이다.개발되기만하면단번에세상의모든기반을송두리째뒤흔들기술이기에,양자컴퓨터는이제우리모두가알아야할교양지식이되었다.그동안수많은양자컴퓨터이슈를접하면서도정작그알맹이를제대로살펴볼기회는드물었던상황에서,『퀀텀의세계』는양자컴퓨터라는미래기술의이해에목말라했던독자들에게더없이좋은기회가될것이다.머지않아도래할양자정보기술사회를이해하고그곳에서살아가기위해가장먼저펼쳐봐야할지침서가바로여기에있다.
