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양자컴퓨터의 미래양자컴퓨터 혁명은 세상을 어떻게 바꿀 것인가미치오 카쿠 지음, 박병철 옮김 l 김영사 l 2만4800원 2019...
2020년 미국 아이비엠이 공개한 양자 컴퓨터. 거대한 샹들리에처럼 보이는 하드웨어의 대부분은 중심부를 절대 온도 0도 근처까지 냉각시키는 파이프와 펌프이며, 연산을 수행하는 핵심 부분은 아래쪽 4분의 1에 집중돼 있다. IBM 누리집 갤러리2019년 구글이 슈퍼컴퓨터로 1만 년이 걸리는 연산을 단 200초 만에 해내는 53큐비트 성능의 시카모어 프로세서를 선보였다. 이듬해 중국 과학아카데미 양자혁신연구소는 자신들이 만든 양자컴퓨터가 세계 최고의 슈퍼컴퓨터보다 100조배 이상 빠르다고 주장했다. ‘0’ 또는 ‘1’의 이진법으로 계산하는 기존 디지털 컴퓨터와는 전혀 다른 방식의 새로운 컴퓨터 혁명이 눈앞에 현실화하고 있다.
1921년 아인슈타인에게 노벨물리학상을 안겨준 것은 상대성이론이 아니라 광전효과였다. 금속에 빛을 쪼이면 전자가 튀어나와 전류가 흐르는 현상을 이론적으로 설명한 공로였다. 앞서 1887년 하인리히 헤르츠가 발견한 광전효과가 빛의 세기와는 비례적 상관성이 없었는데, 이는 기존의 뉴턴 물리학으로는 이해되지 않았다. 아인슈타인은 막스 플랑크의 양자 가설을 적용해, 빛의 파장이 아닌 빛 알갱이가 작은 덩어리 단위로 금속 표면에 충돌해 전자를 원자의 속박에서 탈출시킨다고 설명했다. 빛이 전자기파의 ‘파동’일뿐 아니라 ‘입자’의 특성도 동시에 갖는다는 사실은 물리학계에 폭탄 같은 파격이었다. 양자는 입자가 아니라 에너지라는 물리량의 최소 단위로, 연속값이 아닌 정수배로 나타난다. 플랑크는 우리가 일상의 경험 세계에선 전혀 느낄 수 없을 만큼 미세한 양자의 크기를 수학적으로 표현하는 플랑크 상수를 도입했다.
1927년 10월 벨기에 브뤼셀에서 열린 세계 물리학계 학술 회의인 제5회 솔베이 물리학회 참석자들의 기념 사진. 막스 보른은 ‘물질 입자가 발견될 확률이 파동으로 주어진다’고 주장해 파장을 낳았다. 막스 플랑크, 아인슈타인, 드브로이 등 ‘늙은’ 물리학자들이 그 해석을 부정한 반면, 닐스 보어와 하이젠베르크 등은 보른의 해석을 지지했다. 위키미디어 코먼스
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