머리말
감수자의 글
1장 양자컴퓨터는 미래의 만능 비밀 도구인가?
양자컴퓨터는 미래의 비밀 도구?
뜨겁게 불고 있는 양자컴퓨터 붐
오해투성이 양자컴퓨터
오해 1 양자컴퓨터는 온갖 계산을 빠르게 처리한다?
오해 2 양자컴퓨터는 병렬계산을 하기 때문에 빠르다?
오해 3 양자컴퓨터는 머지않아 실용화된다?
컴퓨터, 그 시작
컴퓨터의 한계, 무어의 법칙
양자컴퓨터의 열쇠, 미시 세계의 물리법칙
양자컴퓨터의 탄생
쓸 만한 양자컴퓨터의 활약
칼럼 1 | 양자컴퓨터에는 양자 게이트 방식과 양자 애닐링 방식의 두 가지가 있다고?
2장 양자역학의 가장 아름다운 실험과 양자컴퓨터의 탄생
양자컴퓨터와 양자역학
작은 세계의 법칙, 양자역학
2중 슬릿 실험 수면을 나아가는 파동이라면
2중 슬릿 실험 전자 한 개라면
전자는 두 슬릿을 동시에 통과한다?
중첩은 벽에 부딪힌 순간 깨진다
중첩 ‘방식’도 여러 가지
2중 슬릿 실험이 보여주는 양자컴퓨터의 계산 원리
왜 일상 세계와 미시 세계는 다른가
3장 양자컴퓨터는 어떤 원리로 계산하는 걸까?
현대의 컴퓨터와 양자컴퓨터, 어떻게 다를까?
현대 컴퓨터가 정보를 처리하는 원리
기본적인 비트 변환 = 논리연산
논리연산을 조합하면 어떤 계산도 가능하다
비트와 논리연산의 양자 버전은?
중첩 방식, 양자비트가 정보를 나타내는 법
양자비트의 한계
양자비트 한 개의 중첩 방식을 바꾸는 양자 논리연산
양자비트 두 개를 연계시키는 양자 논리연산
양자컴퓨터는 파동을 조종해서 답을 찾는 계산 장치
병렬계산만으로는 계산이 빨라지지 않는다
칼럼 2-1 | 일반적인 컴퓨터와 양자컴퓨터의 덧셈 회로
칼럼 2-2 | 양자컴퓨터는 거슬러갈 수 있는 컴퓨터
4장 양자컴퓨터의 계산이 빠른 진짜 이유
양자컴퓨터의 계산 속도에 관한 오해
컴퓨터가 잘 처리하지 못하는 문제
양자컴퓨터가 현대의 컴퓨터보다 ‘
양자컴퓨터, 진짜로 무엇인가? 진짜 있기는 한 건가?
양자컴퓨터. 잘은 모르겠지만, 뭔가 엄청난 기능을 갖고 상상초월의 능력을 펼칠 법한 기계 같다. 아무리 들어도 알쏭달쏭한 ‘양자’라는 이름까지 달고 있으니, 더욱 그렇다. 그래서 양자컴퓨터는 영화나 SF소설 속에서만 존재하는 미래의 만능 비밀 도구쯤으로 생각하는 사람들도 있지만, 실제 현존하는 기계다.
IBM은 2019년 1월부터 양자컴퓨터를 판매하기 시작했고, 심지어 이 글을 읽고 있는 여러분 누구나 IBM 웹페이지에서 양자컴퓨터를 무료로 이용해볼 수 있다. 또 구글에서는 2019년 10월 “최첨단 슈퍼컴퓨터로도 푸는 데 1만 년 걸리는 문제를 우리 회사의 양자컴퓨터가 200초 만에 풀었다”라고 발표하면서 세상을 떠들썩하게 만들기도 했다.
이런 이야기를 듣는다면, ‘이 엄청난 기계가 진짜로 있었구나! 이제부터 상상도 못 했던 일들이 벌어지겠구나!’ 하고 생각할지도 모르겠다. 그런데 이 생각도 맞지는 않다. 아직은 말이다. 현존하는 양자컴퓨터는 (언젠가 나올 진짜 양자컴퓨터의 미니어처 버전에 불과하다.
그렇지만 그 거대한 가능성 때문에 양자컴퓨터는 전 세계적으로 큰 주목을 받고 있다. 유럽과 미국, 중국 등은 국가 방침까지 정해서 양자컴퓨터 개발에 상당한 힘을 쏟고 있고, 구글을 비롯해 IBM, 인텔, 마이크로소프트와 같은 IT 대기업들은 독자적으로 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 또 많은 사람들이 양자컴퓨터에 큰 기대감을 걸고 있으며, 언론 매체에서는 양자컴퓨터에 대한 기사를 쏟아내고 있다.
문제는 사실상 양자컴퓨터의 실체가 잘 알려지지 않은 상태에서 아주 피상적이거나 잘못된 정보가 넘치고 있다는 점이다. 양자컴퓨터의 정체를 정확히 이해한다면 양자컴퓨터는 ‘어떤 문제든 처리한다, 무조건 계산이 빠르다, 조만간 실현될 것이다’라는 식의 생각이 얼마나 큰 오해인지 알 수 있다.
도쿄대학교의 젊은 양자컴퓨터 개발자 다케다 슌타로 교수는 《처음 읽는 양자컴퓨터 이야기》를 통해 양자컴퓨터가 과연 무
