비전공자도 이해할 수 있는 양자 컴퓨터 안내서
세계가 주목하는 최신 기술에 접근하는 가장 쉬운 방법을 소개합니다!
수학이나 물리학, 프로그래밍에 관한 사전 지식이 없어도 양자 컴퓨터의 원리와 구조를 이해할 수 있습니다. 이 책은 양자의 기본적인 성질과 계산 기초 원리부터 자세하게 설명하여 양자 컴퓨터 이론을 알기 쉽게 전달합니다. 다양한 그림을 통해 양자 컴퓨터의 구조와 알고리즘 작동 방식을 배우고 난 후에는 간단한 PC 시뮬레이터로 앞에서 배운 내용을 실습해볼 수 있습니다. 그 외에도 사람들이 궁금해 하는 활용 사례나 전망, 비즈니스 도입 시의 고려사항이 함께 수록되어 있어 누구나 쉽게 양자 컴퓨터의 세계로 한 발짝 내디딜 수 있습니다. 본격적인 실용화를 앞둔 최신 기술을 빠르게 배우고 싶은 사람들을 위한 ‘가장 쉬운 양자 컴퓨터 입문서’입니다.
양자 컴퓨터를 비즈니스에 도입하기 전 최대의 난관은 무엇일까요? 바로 원리를 이해하는 것입니다.
양자 컴퓨터는 앞으로 4차 산업혁명을 선도해 나갈 최신 기술로 평가받고 있는 만큼 그에 대한 관심도도 점점 높아져가고 있지만, 진입장벽이 높아 입문 과정에서 수많은 사람이 좌절하고 있습니다. 양자 컴퓨터의 폭넓은 응용 범위에서 오는 수많은 혜택을 누리고 싶어도 원리를 이해하기 가 어려워 접근하지 못하는 사람이 많습니다.
그래서 이 책이 쓰였습니다. 양자 컴퓨터 개발용 툴을 제공하는 회사의 CEO인 저자는 이 책에서 일차적인 이해의 장벽을 허물고 양자 컴퓨터가 우리의 일상에 어떤 영향을 미치게 될지를 전하고 있습니다. 전문가가 아니더라도 이해할 수 있도록 다양한 그림을 통해 알기 쉽게 설명했으며, 간단한 PC 시뮬레이터 코드를 수록하여 양자 컴퓨터를 직접 체험할 수 있게 구성했습니다. 그렇기에 양자 컴퓨터가 궁금하지만 사전 지식이 없어 접근을 망설인 적이 있거나, 용기를 내어 입문서를 펼쳤는데 이해가 안 돼 좌절한 적이 있는 사람들에게 적극적으로 권하는 양자 컴퓨터 핵심 가이드입니다.
전 세계적으로 양자 컴퓨터 연구개발이 이루어지고 있고, 투자 또한 확대되고 있습니다. 본격적인 실용화를 향해 나아가는 양자 컴퓨터는 현재 어느 방향으로도 기회가 열려 있는 성장성 높은 영역입니다. 망설이고 있을 때 이미 누군가는 기민하게 움직여 시장을 선점해 나가고 있습니다. 지금은 선도자로서의 이익 확보를 목표로 두고 양자 컴퓨터를 학습해 시장을 빠르게 선점하는 것이 중요한 시점입니다.
Chapter01. 양자 컴퓨터로 인한 사회 변화
01 [양자 컴퓨터의 개요] 양자 컴퓨터의 영향
02 [무어의 법칙 종언] 기존 컴퓨터의 한계
03 [양자의 세계] 양자 컴퓨터의 토대가 되는 양자란 무엇인가?
04 [양자 게이트와 양자 어닐링] 양자 컴퓨터의 종류
05 [양자 컴퓨터의 비즈니스] 과제를 통해 알아보는 양자 컴퓨터
06 [양자 컴퓨터의 활용] 양자 컴퓨터의 활약이 기대되는 분야
07 [도입 단계] 양자 컴퓨터를 도입하려면
08 [성장전략] 성장전략으로서의 양자 컴퓨터
*칼럼: 양자 컴퓨터에 수학이 필요할까요?
Chapter02. 도대체 ‘양자’란 무엇인가
09 [양자의 기본] 양자의 성질에 대해 알아보자
10 [입자와 파동의 성질] 양자의 성질을 검증하는 ‘이중 슬릿 실험’
11 [양자정보과학] 양자역학에서 양자정보과학으로
12 [양자 연산의 시각화] 보이지 않는 양자의 연산을 ‘시각화’한다
13 [양자의 변환과 측정] 양자의 변환으로 계산한다
14 [양자 중첩과 양자 얽힘] 양자 컴퓨터는 왜 고속 계산이 가능한 것인가?
*칼럼: 양자 컴퓨터에 대한 연구는 지금도 진행중
Chapter03. 원리로부터 풀어내는 양자 컴퓨터
15 [컴퓨터 구조] 컴퓨터 구조를 알아보자
16 [QPU...] 양자 컴퓨터의 연산장치(Quantum Processing Unit)
17 [비트의 기초] 컴퓨터의 정보단위 ‘비트’를 이해하자
18 [기존 컴퓨터의 연산] 연산의 원리를 이해하자
19 [양자 비트] 양자 컴퓨터의 계산단위 ‘양자 비트’
20 [계산 순서] 양자 컴퓨터에서 계산의 흐름
21 [양자 게이트] 기본적인 양자 비트 변환을 수행하는 양자 게이트
22 [고도의 양자 게이트] 조금 더 복잡한 변환을 수행하는 양자 게이트
23 [양자 계산의 기초] 양자 컴퓨터로 하는 덧셈
24 [측정] 양자 비트의 결과를 보는 방법
*칼럼: 다양한 종류의 양자 컴퓨터
Chapter04. 양자 알고리즘의 작동 방식을 알아봅시다
25 [범용성, 고속성] 양자 컴퓨터의 2가지 성질 ‘범용성’과 ‘고속성’
26 [알고리즘의 필요성] 알고리즘이란?
27 [알고리즘의 기초] 알고리즘의 기초와 구성요소를 이해해 보자
28 [양자 알고리즘 (1)] ‘양자 중첩’으로 여러 데이터를 동시에 나타낸다
29 [양자 알고리즘 (2)] ‘양자 얽힘’으로 결과를 짜낸다
30 [양자 알고리즘 (3)] 데이터를 검색하는 그로버 알고리즘
31 [양자 알고리즘 (4)] 소인수분해를 푸는 쇼어 알고리즘
32 [양자 알고리즘 (5)] 최소 비용을 구하는 VQE 알고리즘
33 [양자 알고리즘 (6)] 사회 문제의 답을 구하는 QAOA 알고리즘
*칼럼: 쇼어 알고리즘
Chapter05. 양자 컴퓨터로 할 수 있는 일
34 [전체 개요] 양자 컴퓨터 활용 사례
35 [양자 컴퓨터 활용 사례 (1)] 머신러닝을 통한 이미지 인식
36 [양자 컴퓨터 활용 사례 (2)] 양자 화학 계산에 의한 신재료 개발
37 [양자 컴퓨터 활용 사례 (3)] 머신러닝과 딥러닝
38 [양자 컴퓨터 활용 사례 (4)] 암호와 보안
39 [양자 컴퓨터 활용 사례 (5)] 양자 텔레포테이션
40 [양자 컴퓨터 활용 사례 (6)] 업무 최적화
41 [양자 컴퓨터 활용 사례 (7)] 퍼즐과 사회 문제
*칼럼: 커피 블렌딩을 양자 컴퓨터로 최적화하다
Chapter06. 양자 회로를 만들어 봅시다
42 [Blueqat 소개] 양자 컴퓨터를 체험해 보자
43 [툴(Tool) 설치] Python과 Blueqat를 설치한다
44 [Blueqat 프로그래밍 (1)] 양자 비트의 중첩을 체험한다
45 [Blueqat 프로그래밍 (2)] 양자 얽힘을 체험한다
46 [Blueqat 프로그래밍 (3)] 덧셈 회로 프로그래밍
*칼럼 또 다른 양자 프로그래밍의 세계로
Chapter07. 양자 어닐링의 원리와 사용법
47 [양자 어닐링] 양자 어닐링이란 무엇인가?
48 [터널 효과] 양자 어닐링형의 장점
49 [실제 응용 사례] 양자 어닐링의 용도
50 [이징 모델(Ising Model)] 양자 비트와 이징 모델
51 [최소 에너지란?] 양자 어닐링에 대한 기본 개념
52 [Wildqat 체험] 양자 어닐링을 체험해 보자
*칼럼: D-Wave사의 SDK로 양자 어닐링 머신이 더 가까워졌다!
Chapter08. 양자 컴퓨터를 비즈니스에 도입해 봅시다
53 [도입의 의의] 양자 컴퓨터를 도입하는 의의
54 [양자 컴퓨터 도입] 양자 컴퓨터를 도입하기 위한 사업 계획
55 [인재 확보] 양자 컴퓨터에 필요한 인재
56 [수익사업화] 양자 컴퓨터를 수익사업화합니다
57 [과제] 알아 두어야 할 양자 컴퓨터 과제
58 [꿈의 기계에서 현실의 기계로] 양자 컴퓨터 전망
*칼럼: 세계를 무대로 경쟁하려면 무엇을 해야 하는가?
미나토 유이치로 [저]
동경 출생. 동경대학 공학부 졸업.
쿠마 켄고 건축도시 설계사무소(Kengo Kuma & Associates)를 거쳐, 2008년에 MDR 주식회사를 설립. 2017~2019년 내각부의 ImPACT 야마모토 프로젝트 PM 보좌역을 맡아서 수행. 연구 분야 및 테마는 이징 모델 애플리케이션, 양자 게이트 모델 애플리케이션, 각종 미들웨어 및 클라우드 시스템, 초전도 양자 비트. 수상 경력은 2008년 환경성 에코 재팬 컵ㆍ에코 디자인 부문 그랑프리, 2015년 총무성 기능vation 최종 채택 등이 있습니다.
이승훈 [저]
동경 출생. 동경대학 공학부 졸업.
쿠마 켄고 건축도시 설계사무소(Kengo Kuma & Associates)를 거쳐, 2008년에 MDR 주식회사를 설립. 2017~2019년 내각부의 ImPACT 야마모토 프로젝트 PM 보좌역을 맡아서 수행. 연구 분야 및 테마는 이징 모델 애플리케이션, 양자 게이트 모델 애플리케이션, 각종 미들웨어 및 클라우드 시스템, 초전도 양자 비트. 수상 경력은 2008년 환경성 에코 재팬 컵ㆍ에코 디자인 부문 그랑프리, 2015년 총무성 기능vation 최종 채택 등이 있습니다.
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