양자컴퓨터,진짜로무엇인가?진짜있기는한건가?
양자컴퓨터.잘은모르겠지만,뭔가엄청난기능을갖고상상초월의능력을펼칠법한기계같다.아무리들어도알쏭달쏭한‘양자’라는이름까지달고있으니,더욱그렇다.그래서양자컴퓨터는영화나SF소설속에서만존재하는미래의만능비밀도구쯤으로생각하는사람들도있지만,실제현존하는기계다.
IBM은2019년1월부터양자컴퓨터를판매하기시작했고,심지어이글을읽고있는여러분누구나IBM웹페이지에서양자컴퓨터를무료로이용해볼수있다.또구글에서는2019년10월“최첨단슈퍼컴퓨터로도푸는데1만년걸리는문제를우리회사의양자컴퓨터가200초만에풀었다”라고발표하면서세상을떠들썩하게만들기도했다.
이런이야기를듣는다면,‘이엄청난기계가진짜로있었구나!이제부터상상도못했던일들이벌어지겠구나!’하고생각할지도모르겠다.그런데이생각도맞지는않다.아직은말이다.현존하는양자컴퓨터는(언젠가나올)진짜양자컴퓨터의미니어처버전에불과하다.
그렇지만그거대한가능성때문에양자컴퓨터는전세계적으로큰주목을받고있다.유럽과미국,중국등은국가방침까지정해서양자컴퓨터개발에상당한힘을쏟고있고,구글을비롯해IBM,인텔,마이크로소프트와같은IT대기업들은독자적으로양자컴퓨터를개발하고있다.또많은사람들이양자컴퓨터에큰기대감을걸고있으며,언론매체에서는양자컴퓨터에대한기사를쏟아내고있다.
문제는사실상양자컴퓨터의실체가잘알려지지않은상태에서아주피상적이거나잘못된정보가넘치고있다는점이다.양자컴퓨터의정체를정확히이해한다면양자컴퓨터는‘어떤문제든처리한다,무조건계산이빠르다,조만간실현될것이다’라는식의생각이얼마나큰오해인지알수있다.
도쿄대학교의젊은양자컴퓨터개발자다케다슌타로교수는《처음읽는양자컴퓨터이야기》를통해양자컴퓨터가과연무엇인지,어떤원리로작동하는지,왜빠른지알기쉽게설명하면서양자컴퓨터에얽힌오해와그진짜가능성을밝히려고한다.또한사람들의양자컴퓨터에대한‘근거없는’기대감을‘근거있는’기대감으로바꾸고자한다.
그리고양자컴퓨터개발현장을소개하면서실제양자컴퓨터장치가어떤것인지생생하게보여준다.저자는양자컴퓨터와관련된사실을고스란히전달하기위해서언론매체에서는좀처럼접하기힘든부정적인정보도함께소개한다.독자들은저자의이런설명들을통해양자컴퓨터의본질을쉽게이해할수있을것이다.
양자컴퓨터에관한가장쉽고가장현실적인이야기
《처음읽는양자컴퓨터이야기》의저자인다케다슌타로교수는도쿄대학교에서양자광학에기반하여양자컴퓨터를연구하고있다.저자는우선양자컴퓨터의기반인양자물리학을설명하면서양자컴퓨터가모든문제를다잘처리하는것이아니라특출나게능력을발휘하는문제패턴이있다는사실부터소개한다.양자컴퓨터에대한오해는그원리를잘모르는일반대중에게새로운컴퓨터기술이부정확하고과장되게알려지면서확산된것이므로,이러한저자의설명을읽고나면저자가왜그렇게‘현재양자컴퓨터는오해받고있다’라고하는지저절로머리가끄덕여질것이다.이책은6장으로되어있다.
1장양자컴퓨터는미래의만능비밀도구인가?에서는가장먼저,양자컴퓨터붐이불면서확산되고있는양자컴퓨터에관한오해를설명한다.‘양자컴퓨터는모든문제를다처리할수있다’‘양자컴퓨터는병렬계산을해서빠르다’‘양자컴퓨터는곧실용화된다’라는일반적인오해세가지를들면서진실을밝힌다음,양자컴퓨터가어떻게시작되었으며그원리가무엇인지설명한다.
2장양자역학의가장아름다운실험과양자컴퓨터의탄생에서는양자컴퓨터의기본이되는양자역학이무엇인지설명한다.양자역학은이해하기쉽지않은전문적인분야이지만,양자컴퓨터의원리를드러내는가장기본적인내용은‘2중슬릿실험’을통해누구나이해할수있다.우리에게익숙한거시세계와달리원자,전자,광자등의미시세계는이해하기어려운물리법칙을따르는데,물질이입자성과파동성을동시에가진다는점이다.특히양자컴퓨터에서는이파동성이핵심이다.2중슬릿실험은미시세계의오묘한물리법칙을생생하게보여주는실험으로서,저자는이실험을통해양자컴퓨터의계산원리를보여준다.
3장양자컴퓨터는어떤원리로계산하는걸까?에서는지금널리사용되고있는현대컴퓨터와양자컴퓨터의차이를통해양자컴퓨터의원리를설명한다.현대컴퓨터가정보를처리하는원리와비교하면서양자컴퓨터의작동원리를설명하고,현대컴퓨터의비트와논리연산이양자컴퓨터의양자비트와양자논리연산과어떤차이를갖고있는지비교설명하면서,그한계역시명확히보여준다.
4장양자컴퓨터의계산이빠른진짜이유에서는3장에서살펴본양자컴퓨터의한계에도불구하고왜양자컴퓨터가빠르다고하는지살펴본다.양자컴퓨터가유난히빠르게계산하는문제가있으며,그런문제의계산순서를살펴보면서왜빨리계산할수있는건지알아본다.5장양자컴퓨터,어떻게만들까?에서는양자컴퓨터의현시점개발상황과개발방식들을소개한다.양자컴퓨터의주요한개발방식으로는초전도회로방식,이온방식,반도체방식,광방식이있는데,각개발방식의원리와장단점을설명하고,양자컴퓨터의미래가어떻게될지가늠해본다.
6장지극히현실적인광양자컴퓨터개발현장의최전선에서는저자자신의양자컴퓨터개발현장을소개한다.저자가연구하는광방식양자컴퓨터의원리와장단점을좀더자세히설명하고,실제연구개발현장을생생하게보여준다.그리고앞으로양자컴퓨터개발이어떻게될지조심스레전망한다.
미래의컴퓨터라불리는‘진짜’양자컴퓨터가실현되려면아직은요원할지모르지만,독자들은이책을통해양자컴퓨터가어떤것인지정확히이해하고우리의삶에어떻게도움이될지미리들여다봄으로써양자컴퓨터가밝힐미래를현실적으로기대해볼수있을것이다.
IT기술강국에서양자정보기술강국으로
우리나라는IT기술에있어서는강국이고세계에서가장빠르고강력한인터넷망을갖추고있지만,양자정보기술쪽으로는미국,유럽,중국,일본등에비해많이뒤처져있다.그동안우리나라가나노테크놀로지와디지털기술에만매진한탓이클것이다.또한기초과학보다는응용과학에만힘을실어줌으로써당장결과가손에잡히지않는연구개발면에서는그다지발전이이뤄지지않기도하였다.
《처음읽는양자컴퓨터이야기》는우리나라청년들의도전정신을일깨워새로운지식과기술에도전하는계기를만들수있을것이다.일반인들도양자컴퓨터에관심을갖고미래에이기술이어떻게구현될지기대하면서그발전상을지켜보면,우리나라과학발전에큰도움이될것이다.《처음읽는양자컴퓨터이야기》는전문적인내용을다루고있지는않지만,양자컴퓨터에얽힌오해를풀고그원리와가능성을이해해양자컴퓨터에대해올바른기대감을갖게하는데큰도움을줄것이다.
