처음 만나는 양자의 세계

처음 만나는 양자의 세계 - 양자 역학부터 양자 컴퓨터 까지 ㅣ 처음 만나는 세계 시리즈 1
채은미 지음 / 북플레저 / 2025년 9월

** 출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.

저자는 프롤로그에서 과학이 교양이 되는 시대를 꿈꾼다고 한다. 일반적으로 사람들이 말하는 ‘교양’에는 왜 과학이 빠져있을까? 문학, 역사, 미술은 교양으로 여겨지면서, 과학은 왜 그렇지 않을까? 라는 의문을 가진다. 그러면서 사전적 교양의 의미는 ‘학문, 지식, 사회생활을 바탕으로 이루어지는 품위 또는 문화에 대한 폭넓은 지식’이라는 정의 앞에서 과학이야말로 현대를 살아가는 데 꼭 필요한 교양이라 주장한다.

과학의 세계는 드라마보다 더 드라마 같은 이야기들로 가득해서, 요즘 과학 전반에 관한 관심이 급증했고, 특히 양자 과학 기술에 대한 유례없는 관심이 이 책을 쓰게 했다. 그래서 어려운 과학적 수학적 수식은 최소한으로 줄이고, 양자역학이 어떻게 시작되었고, 우리 삶에 어떻게 스며들어 있는지, 앞으로 어떤 기술로 발전해 갈 수 있을지를 이야기한다.

우리가 살고 있는 세계의 근본을 이해하는 데 중요한 학문이 ‘양자역학’이다. ‘양자역학’은 전자나 원자처럼 아주 작은 물질의 행동과 성질을 설명하기 위해 발전한 학문이다. 양자역학 중 가장 신비롭고 흥미로운 현상 중 하나가 바로 양자 중첩이다. 말 그대로 여러 상태가 동시에 겹쳐 있는 상태를 뜻한다. 양자 중첩은 우리의 일상적 직관으로는 이해하기 어렵지만, 우리가 자연을 이해하는 데 있어 거장 근본적인 원리 중 하나가 되었고, 현대 물리학의 중요한 기둥으로 자리 잡았다.

저자는 우리가 일상에서 만나는 양자를 알기 쉽게 설명한다. 우리는 매일 빛에 둘러싸여 살아가는데, 여러 가지 빛 가운데 가장 자주 접하는 빛이 LED이다. LED는 모든 인공광의 중심에 자리 잡고 있다. 이러한 LED의 작동 원리는 전적으로 ‘양자역학’에 기반하고 있다는 것이다. 이러한 양자가 안내하는 길이 바로 GPS이다. GPS는 우리 일상에 없어서는 안 될 기술이 되었다. 이러한 GPS 시스템에서 가장 핵심적인 요소가 바로 ‘시간’이다. 이 시간을 양자역학적 현상 위에 세워진 시스템을 통해 그 핵심인 원자시계의 극도로 정밀한 시간 측정과 상대성 이론에 기반한 시간 보정이 함께 작동하고 있다는 것이다.

저자가 설명하는 양자역학부터 양자컴퓨터까지 그동안 잘 몰랐던 양자의 세계를 통해 지금 세상이 어떻게 흘러가고 있는지에 대해서 더 깊이 알게 되었다. 사실 그리 쉬운 책은 아니었다. 그런데도 양자컴퓨터의 현재 흐름에 대해 파악할 수 있도록 설명하고 있어서 유익했다.