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처음 만나는 양자의 세계 - 양자 역학부터 양자 컴퓨터 까지 ㅣ 처음 만나는 세계 시리즈 1
채은미 지음 / 북플레저 / 2025년 9월
평점 :
●출판사로부터 도서를 제공받아 읽고 주관적인 관점에서 작성한 리뷰입니다●

양자 컴퓨터에 대해서 쉽게 알려주는 책이 있었으면 좋겠다고 생각했었다. 관심을 가지고 신간을 기대하다가 양자역학의 시작부터 현실 속에서 적용되어 있는 기술들, 그리고 미래의 기술에 대한 예측까지 대중을 위한 교양서로 쉽게 설명된 책이 나와서 읽어보게 되었다.
이 책의 저자는 현 고려대학교 물리학과 교수님이자 하버드대, 교토대 등의 다양한 경력을 가지고 있으며 여러 매체에서 양자 과학을 쉽고 재밌게 강의하신 바 있다.

책의 1부는 양자역학의 기본 배경과 그 활용에 대한 간단한 예시들이 주를 이루고, 2부는 양자컴퓨터의 종류와 그 활용법에 대하여 다룬다. 1부의 양자역학의 태동 과정과 고전 역학과의 차이점을 읽어나가다 보면, 자연이 필연적으로 불확실성을 품고 있다는 점을 고찰하게 되고 그중에서도 일정한 질서를 발견해나가는 과학의 역할의 중요성을 깨닫게 된다. 유명한 슈뢰딩거의 고양이에 대한 설명도 나오는데 양자 역학적으로 살아 있고 죽어 있는 상태가 중첩되어 있다는 점이 다시 읽어도 신기했다. LED, 레이저, 원자시계같이 실용적으로 쓰이는 기술들의 원리를 양자역학의 관점에서 설명해 주는 챕터들도 흥미로웠다.

레이저나 GPS처럼 현재 널리 쓰이는 기술들은 양자 역학의 성질 중 '입자성'을 활용한 것들이나, 양자 컴퓨터는 '파동성'을 주목한다. 이와 같은 양자컴퓨터의 기본 원리를 설명하는 것으로 2부는 시작한다. 양자컴퓨터의 종류와 원리, 한계점까지 간결하고 최대한 쉬운 용어들로 설명해 준다. 예를 들어, 초전도 큐비트 방식은 빠른 연산 속도와 높은 집적화에 강점이 있으나 극저온 환경이 필수라는 점을 알려준다. 이온 트랩 방식은 긴 결맞음 시간과 높은 정확도가 강점이나, 시스템 확장이 어렵다는 점을 알려준다. 광자 기반은 대규모 확장, 상온 조작, 빠른 정보 전송이 가능하나, 큐비트 간의 상호 작용의 구현이 어렵다는 점을 정리해 준다. 마지막으로 중성 원자 방식은 확장성과 다양한 양자 연산 구현에 유리하나, 정밀한 제어가 복잡하다는 단점을 든다. 따라서 각 방식의 장단점을 고려한 새로운 시스템으로 반도체 양자점, 위상 큐비트, 분자 큐비트 등의 예시를 들며 설명을 이어간다.
현재의 양자컴퓨터도 제한된 큐비트 수, 극도의 불안정성, 짧은 결맞음 시간, 복잡한 프로그래밍과 운영, 극한의 환경 등의 단점을 가지고 있다. 양자 컴퓨터가 인공지능, 나노기술, 생명공학 등의 다른 분야와 융합되었을 미래를 생각해 보면, 미래를 준비하는 우리도 양자에 대한 기본적인 이해가 필요하겠다. 특히 이 책의 2부에서 다루는 양자컴퓨터와 활용에 대한 설명은 일반인을 대상으로 한 난이도로 차분히 읽어보기 좋았다. 이해를 위한 첫 발걸음을 위해 이 책을 읽어보는 게 어떨까 권유해 본다.
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