도서 소개

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 기반한다. 양자 컴퓨터는 중첩 상태를 이용하면 여러 가지 경우의 수를 동시에 계산할 수 있고, 얽힘 상태는 계산 속도를 극적으로 높일 수 있다.이 책에서는 양자 컴퓨터가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 우리의 삶에 어떠한 변화를 가져올지 살펴보고 있다. 나아가 양자 컴퓨터가 암호 해독과 약물 개발(예: 구글의 시카모어), 인공지능에서 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 가지고 있음을 보여주고 있다.

  출판사 리뷰

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.




이 책에서 우리는 함께 이러한 미래 기술을 탐험할 것입니다. 저는 여러분에게 양자 이론을 가르치지는 않을 것입니다. 여러분은 슈뢰딩거 방정식을 푸는 법을 배우지도 않을 것입니다. ... 가장 최신의, 가장 흥미롭고, 가장 예상치 못한 발견들, 이미 사용되고 있는 것들, 어쩌면 빛을 보지 못할 것들, 그리고 무엇보다 제 생각에 내일 우리의 일상을 진정으로 바꿔놓을 발견들에 대해 들려드리겠습니다. _ <프롤로그: 두 번째 혁명?>

우리가 알지 못하는 사이에 양자혁명은 이미 우리의 시간과 공간에 대한 이해 방식을 뒤흔들었습니다. 우리의 스마트폰이 실험실의 원자 시계로 측정된 협정 세계시에 맞춰 시간을 조정할 뿐만 아니라, GPS로 우리 위치를 측정하는 것 또한 위성 안에서 이루어지는 양자 실험에 기반합니다. 이러한 응용을 넘어 이 시계들은 더 뜻밖의 분야, 즉 지구 물리학에도 쓰일 수 있습니다. 이를 이해하려면 일반 상대성 이론을 거쳐야 합니다! _ <지금 몇 시죠?>

  작가 소개

지은이 : 쥘리앙 보브로프
프랑스 파리 사클레(Paris-Saclay) 대학교 교수로, 과학의 대중화 및 교육 프로젝트를 위한 연구 팀(La physique autrement)을 이끌고 있다. 첫 번째 저서 『나의 위대한 양자역학(Mon grand mecano quantique)』으로 대중에 큰 반향을 불러일으키며 과학의 즐거움을 널리 알리기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 과학 대중화에 뛰어난 재능이 있음을 인정받아 2011년 프랑스 물리학회로부터 장페랭(Jean-Perrin)상을 받았고, 프랑스 국립과학연구소(CNRS)는 2022년 그와 그의 연구 팀에 메달을 수여했다. 국내에 출간된 책으로는 『수식 없이 술술 양자물리』가 있다.

  목차

프롤로그: 두 번째 혁명?

1. 원자를 보다
2. 지금 몇 시죠?
3. 에트나 화산 꼭대기의 원자
4. 다이아몬드는 영원하다
5. 양자 컴퓨터를 그려보세요
6. 보편적인 기계
7. 양자 우월성
8. 양자 음악 악보
9. 양자 스파이
10. 버그들
11. 빛이 있으라!
12. 아웃사이더들
13. 원자로 조각한 모나리자
14. 게임이 아닌 진짜 시뮬레이터
15. 얽힘, 새로운 경계
16. 양자 인터넷

에필로그: 주요 질문들

감사의 말
주석
참고문헌
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