[논설실의 서가] 쉽게 풀어쓴 양자 컴퓨터의 역사와 원리

세상을 뒤바꿀 새로운
양자혁명
쥘리앙 보브로프 지음 / 조선혜 옮김
북스힐 펴냄
과학의 대중화에 힘쓰는 프랑스 파리 사클레 대학 교수가 풀어쓴 양자 컴퓨터에 대한 책이다. 양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용해 정보를 처리하는 혁신적인 컴퓨팅 시스템으로, '중첩'과 '얽힘'에 기반한다. 책은 양자 컴퓨터가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 우리의 삶에 어떠한 변화를 가져올지 살펴본다. 나아가 양자 컴퓨터가 암호 해독과 약물 개발, 인공지능(AI)에서 가져올 혁신적인 변화를 보여준다.

양자역학의 핵심 원리 중 하나인 '중첩'(superposition)은 입자가 동시에 여러 상태를 가질 수 있다는 개념으로, 이는 공중에 던져서 회전하는 동전이 앞면과 뒷면을 동시에 보여주는 것과 같은 현상이다. 이런 중첩 상태를 이용하면 양자 컴퓨터는 여러 가지 경우의 수를 동시에 계산할 수 있다. 또다른 원리는 '얽힘'(entanglement)으로, 두 입자가 얽혀 있으면 한 입자의 상태를 측정하는 것만으로 다른 입자의 상태를 즉시 알 수 있다. 이러한 얽힘 상태는 계산 속도를 엄청나게 높일 수 있다.양자 컴퓨터는 '큐비트'(qubit)라는 특별한 정보 단위를 사용해 중첩 현상으로 0과 1을 동시에 가질 수 있다. 따라서 기존 컴퓨터보다 훨씬 많은 정보를 담을 수 있고, 한번에 여러 가지 계산을 할 수 있다. 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 있다.



양자 컴퓨터의 이런 특성을 이용하면 다양한 분야에서 엄청난 혁신을 이루어 낼 수 있다. 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 AI를 만들어 우리 삶을 더 편리하게 해줄 수도 있다.

양자 컴퓨터는 현재 초기 단계이며, 실용적인 기술로 상용화될 때까지는 어느 정도 시간이 필요하다. 세계 각국 정부와 IBM, 구글, 마이크로소프트와 같은 글로벌 기업들은 이 혁명적인 기술 개발에 막대한 자본을 투자하고 있다. 새로운 기술과 혁신을 촉진해 우리의 삶을 크게 변화시킬 양자 컴퓨터에 관심이 있는 독자라면 꼭 한번 읽어볼 만한 책이다. 강현철 논설실장