양자컴퓨터 시대의 양자 교양

양자역학을 모르면 다가올 10년을 대비할 수 없다!

수식 없이, 비유 없이 알아보는 AI 시대의 핵심 교양

반도체 소재·부품 기업에서 신사업을 담당하는 저자가, 문과생의 시선으로 풀어낸 다정한 양자 안내서다. 양자역학은 어렵게 느껴지지만 이미 우리 생활의 일부다. 스마트폰, 내비게이션부터 MRI 등의 의료기까지 양자 과학이 촘촘히 박혀 있다. 그리고 이제 국제 패권의 판도를 바꿀 양자컴퓨터의 시대가 온다. 지금 컴퓨터로는 몇백 년이 걸릴 연산을 몇 초에 해결한다는 양자컴퓨터는 세계 암호화 체계를 송두리째 흔들 것이다.

『양자컴퓨터 시대의 양자 교양』은 낯선 수식과 애매한 비유 없이 직관적으로 양자의 세계를 안내한다. 독자가 어려워하는 지점을 똑같이 경험했던 저자가 섬세하게 양자역학과 양자컴퓨터의 개념을 탐구하고 어떤 것들을 준비해야 하는지 짚어낸다.

이 책은 세 가지 핵심을 담고 있다. 첫째, 양자역학과 양자컴퓨터의 기초 개념을 탐구한다. 둘째, 양자 기술이 어떻게 국제 사회의 패권과 산업 흐름을 바꿀 수 있는지 조망한다. 셋째, 인간의 사고방식에 양자역학이 어떤 전환을 일으켰는지를 안내한다. 맥락과 이해로 다정하게 양자 세계를 안내하는 이 책은 좀처럼 친해지지 않았던 양자 과학을 AI 시대의 교양으로 익히게 해줄 것이다.

지은이 : 이동우

미국 존스홉킨스대학교 폴 니츠 고등국제대학원(SAIS)에서 국제학 석사 학위를 받았다. 이후 오퍼레이션 컨설팅사 ‘룩센트’와 세계 최초의 전략 컨설팅사 ‘아서 D. 리틀(ADL)’에서 경영 컨설턴트로 근무했다. 현재 반도체 부품·소재 기업에서 미래 신사업과 전략을 기획하고 있다.

십여 년 전 양자역학을 접했다. 차갑고 직선적인 여느 과학과 달리 양자 과학은 신비롭고 낯선 세계로 다가왔다. 새로운 시대를 열어갈 담대한 가능성과 기술에 매료되어 양자역학과 양자컴퓨터의 세계를 탐구하기 시작했다. 이 책은 그 여정의 기록이다. 비전공자가 양자를 처음 접했을 때 어디서 이해되지 않는지 몸소 경험했기에 독자와 같은 자리에서 양자 개념을 섬세하게 탐구했다. 또 과학의 경계를 넘어 기술과 철학, 산업과 국제 정치의 흐름을 함께 조망했다. 이 책이 양자 세계를 처음 접하는 독자에게 ‘지적 에피타이저’이자, 변화의 방향을 가늠하게 해주는 나침반이 되길 바란다.

프롤로그┃양자 시대를 위한 최소한의 교양

Part 1_ 현묘한 양자역학

I. 양자의 매혹: 21세기를 사로잡은 미시 세계의 마법

ㆍ 이성과 직관 사이의 현묘한 춤, 양자역학과의 만남

ㆍ 그 자체로도 신비하고 인간적인 모습의 양자

ㆍ 양자 기술, 미래에 대한 거대한 기대와 희망

ㆍ 새로운 인문·사회과학 이야기, 양자 담론

ㆍ 양자역학, 선택이 아닌 필수가 된 시대

II. 빛과 물질의 이중생활: 양자역학의 수수께끼

ㆍ 상식을 뒤엎는 미시 세계의 반란

ㆍ 양자역학의 핵심은 무엇인가?

ㆍ 물리학의 가장 작고 강력한 혁명 ‘양자’, 무슨 뜻인가?

ㆍ 신성하고 위대한 그리고 친숙한 존재, ‘빛’

ㆍ 파동인가 입자인가, 아인슈타인이 밝힌 빛의 이중성

ㆍ 물질도 파동이다, 드 브로이의 대담한 가설

III. 코펜하겐에서 시작된 양자 혁명: 새로운 세계관의 탄생

ㆍ 합리적이고 과학적이지만은 않은 과학 패러다임의 전환

ㆍ 주사위 던지기의 신, 확률로 지배되는 미시 세계

ㆍ 슈뢰딩거 고양이, 도대체 무엇이 문제인가?

ㆍ 행렬역학과 파동 방정식을 포섭하는 보어의 세계관, 상보성

ㆍ 원자 속 전자들의 현묘한 춤, 확률의 구름과 오비탈

ㆍ 마지막 근대인 아인슈타인의 수수께끼

Part 2_ 프로메테우스의 불, 양자컴퓨터

IV. 아직 완성되지 않은 양자 기술 혁명: 양자컴퓨터

ㆍ 양자 혁명, 부분과 전체의 새로운 관계

ㆍ 양자컴퓨터는 무엇이고 기존 컴퓨터와 어떻게 다른가?

ㆍ 양자컴퓨터는 왜 필요한가?

ㆍ 반도체는 논리의 좌뇌 vs 양자컴퓨터는 직관의 우뇌

ㆍ 양자컴퓨터가 가지고 올 변화는 무엇인가?

ㆍ 양자 기술의 상용화를 가로막는 기술적 난제

V. 양자 인공지능 시대, 제조업을 다시 주목해야 한다?

ㆍ ‘제조업 르네상스’, 첨단산업 혁신과 제조는 얽혀 있다!

ㆍ 양자컴퓨터와 제조업 생태계 간 상호작용

VI. 현대 과학·기술 패러다임과 얽힌 국제 질서 변화의 서사: 양자 과학에서 전략기술로, 원자폭탄과 반도체, 그리고 양자컴퓨터

ㆍ 대전환의 시대, 그 변화는 이미 시작되었다!

에필로그 - 미래는 예측이 아닌, 창조해 나가는 것이다

감사의 글

부록 - 기본 물리량 개념 알아두기, F=ma에서부터 에너지까지

주