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처음 읽는 양자컴퓨터 이야기 : 양자컴퓨터, 그 오해와 진실 개발 최전선에서 가장 쉽게 설명한다!
다케다 순타로, 전종훈, 김재완 ㅣ 플루토 ㅣ 量子コンピュ-タが本當にわかる! 第一線開發者がやさしく明かすしくみと可能性
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2021년 11월 11일
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244page/151*226*23/389g
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9791188569281/1188569287
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  • 양자컴퓨터, 그 오해와 진실 개발 최전선에서 가장 쉽게 설명한다! 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.
  • “젊은 양자컴퓨터 개발자 중에서 가장 빛나는 연구자가 쓴 획기적인 책. 양자컴퓨터의 본질을 보여준다!” 세계 최초로 양자 텔레포테이션 실현, 광 양자컴퓨터의 대가 도쿄대학교 후루사와 아키라 교수 “이 책의 저자인 다케다 ??타로 교수는 도쿄대학교에서 빛의 양자물리학인 양자광학에 기반한 양자컴퓨터를 연구하고 있다. 양자물리학의 원리를 설명하면서 이 책을 시작한 저자는 양자컴퓨터를 둘러싼 오해와 양자컴퓨터가 능력을 발휘할 수 있는 문제들을 소개하고, 마지막으로 실제 양자컴퓨터를 어떻게 만드는지 보여준다.” 고등과학원 부원장 김재완 교수 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 ??타로 교수는 《처음 읽는 양자컴퓨터 이야기》를 통해 양자컴퓨터가 과연 무엇인지, 어떤 원리로 작동하는지, 왜 빠른지 알기 쉽게 설명하면서 양자컴퓨터에 얽힌 오해와 그 진짜 가능성을 밝히려고 한다. 또한 사람들의 양자컴퓨터에 대한 ‘근거 없는’ 기대감을 ‘근거 있는’ 기대감으로 바꾸고자 한다. 그리고 양자컴퓨터 개발 현장을 소개하면서 실제 양자컴퓨터 장치가 어떤 것인지 생생하게 보여준다. 저자는 양자컴퓨터와 관련된 사실을 고스란히 전달하기 위해서 언론 매체에서는 좀처럼 접하기 힘든 부정적인 정보도 함께 소개한다. 독자들은 저자의 이런 설명들을 통해 양자컴퓨터의 본질을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 양자컴퓨터에 관한 가장 쉽고 가장 현실적인 이야기 《처음 읽는 양자컴퓨터 이야기》의 저자인 다케다 ??타로 교수는 도쿄대학교에서 양자광학에 기반하여 양자컴퓨터를 연구하고 있다. 저자는 우선 양자컴퓨터의 기반인 양자물리학을 설명하면서 양자컴퓨터가 모든 문제를 다 잘 처리하...
  • 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 = 논...
  • 왜 이렇게 많은 나라가 양자컴퓨터를 만들겠다고 기를 쓰고 있을까? 그 이유는 양자컴퓨터에 세상을 크게 바꿀 능력이 있기 때문이다. 양자컴퓨터의 성능 향상이 스마트폰이나 개인용 컴퓨터의 성능 향상을 의미하는 것은 아니다. 하지만 지금 우리 주변의 서비스나 제품 대부분은 컴퓨터의 성능에 의지하고 있으므로 양자컴퓨터의 성능이 향상되면 그런 서비스와 제품의 질이 극적으로 향상될 가능성이 있다. 예를 들어 자동차 엔진 개발, 항공기 기체 형상 설계 등은 컴퓨터가 없으면 수행할 수 없다. 치료 약을 개발할 때도 컴퓨터는 필수다. 만들어낸 신약 후보 물질에 어떤 효과와 부작용이 있는지 컴퓨터로 계산하면서 개발하기 때문이다. 매일의 일기예보는 컴퓨터로 대기의 흐름을 계산해서 예측한다. 그뿐만 아니라 유튜브를 열면 사용자에 맞춰 추천 영상이 표시된다거나, 청소 로봇이 장애물을 피하면서 최적 경로를 찾아 청소하는 식으로 우리도 항상 컴퓨터의 도움을 받는다. 따라서 컴퓨터의 성능이 향상되면 지금까지 누려온 다양한 서비스와 제품의 질이 더욱 향상되어 세상이 극적으로 풍요로워질 수 있다. 고성능 컴퓨터를 손에 넣으면 과학기술은 진보하고, 기업은 성장하며, 국가의 경제성장과 안전보장에도 도움이 될 것이다. 그러므로 국가 수준에서도, 기업 수준에서도, 양자컴퓨터를 먼저 만들기 위해 필사적이다. - 22~23쪽 지금까지 열거한 예는 양자컴퓨터가 가져올 미래의 일부분에 지나지 않는다. 현대의 컴퓨터가 처음 세상에 등장했을 때도 컴퓨터가 이만큼이나 우리의 생활을 바꾸리라고는 아무도 상상하지 못했다. 양자컴퓨터가 실현되면 생각하지도 못했던 사용법이나 서비스가 등장할 것이고, 세상은 지금보다 더욱 풍요로워질 것이다. 현시점에서 양자컴퓨터는 아직 쓸 만한 수준이 아니다. 실용적인 양자컴퓨터가 등장할 때까지는 아직 시간과 비용이 많이 필요할 것이다. 하지만 양자컴퓨터가 완성되었을 때의 장점은 이미 이론적으로 밝혀졌고, 그 영향력은 짐작조차 할 수 없다. 그러므로 나는 양자컴퓨터 연구는 오랜 시간과 비용을 들여서라도 할 만한 가치가 있다고 생각한다. - 47, 49쪽 양자컴퓨터의 계산 규칙을 대략 설명했는데, 결국 양자컴퓨터의 계산과 현대 컴퓨터의 계산은 어떻게 다른 것일까? 이제까지 설명한 것처럼 현대의 컴퓨터는 비트 0과 1로 정보를 표시하고 논리연산으로 비트를 변환하면서 계산을 수행한다. 양자컴퓨터는 양자비트의 중첩 방식으로 정보를 나타내고 양자 논리연산으로 그 중첩 방식을 변화시키면서 계산을 수행한다. 얼핏 보기에는 중첩을 사용해서 계산 원리가 약간 바뀐 것뿐이라고 생각할 수도 있지만, 구체적인 계산을 떠올려보면 계산의 질이 완전히 다르다. - 115쪽 이렇게 양자컴퓨터는 단순한 병렬계산 장치가 아니라 많은 파동을 조종해서 답을 끌어내는 ‘파동을 사용한 계산 장치’라고 보아야 한다. 양자컴퓨터라는 것은 현대의 컴퓨터에 양자의 성질을 더한 것뿐이라고 받아들이기 쉽지만, 실제로 다루는 정보나 실행하는 계산의 질은 완전히 다르다. - 118~119쪽 네 가지 패턴의 계산을 동시에 할 수 있다면 한 번에 한 가지 패턴만 계산할 수 있는 일반적인 컴퓨터에 비해 양자컴퓨터의 덧셈이 네 배 빠른 것처럼 보일 수도 있다. 하지만 실제로는 그렇지 않다. 그 이유는 중첩해서 계산한 모든 계산 결과를 꺼낼 방법이 없기 때문이다. 이미 설명한 바와 같이, 양자비트는 측정하면 중첩이 깨져서 어느 하나로 결정되는 성질이 있다. 아무 생각 없이 마지막에 계산 결과를 측정하면 네 가지 패턴 계산 가운데 어느 한 결...
  • 다케다 순타로 [저]
  • 1987년 도쿄에서 태어났다. 일본에서도 몇 안 되는 양자컴퓨터 개발자로서 현재 도쿄대학교 대학원 공학계 연구과 준교수다. 전공은 양자광학과 양자정보과학. 도쿄대학교 대학원 공학계 연구과 박사과정 후 분자과학연구소를 거쳐 2019년부터 도쿄대학교 준교수로 재직중이다. 지금까지 빛을 이용해서 다양한 양자 기술을 연구했으며, 현재는 독자적인 방식의 광 양자컴퓨터 개발에 힘쓰고 있다.
  • 전종훈 [저]
  • 역자 전종훈은 서울대학교와 일본 도쿄대에서 전자공학을 공부하고 북유럽에서 디자인을 공부한 후 산업 디자이너로 활동하며 엔터스코리아에서 일본어 전문 번역가로 활동하고 있다. 주요 역서로는 『비행기 구조 교과서』,『탱크의 탄생』,『비행기, 하마터면 그냥 탈 뻔했어』,『AI 시대, 문과생은 이렇게 일합니다』,『농구가 과학으로 강해진다』,『선박 구조 교과서』,『청소년을 위한 인공지능 해부도감』,『인공지능의 세계』,『낚시 매듭 교과서』,『양자야 이것도 네가 한 일이니』,『비행기 역학 교과서』,『로봇의 세계』,『GAFA 이후의 세계』,『즐겁게 배우는 알고리즘과 프로그래밍 도감』,『우리 가족 재난 생존법』등이 있다.
  • 김재완 [저]
  • 서울대학교 물리학과를 졸업하고, 미국 휴스턴대학교 물리학과에서 고체물리, 양자동역학, 양자카오스 연구 등으로 박사학위를 받은 후, 삼성종합기술원에서 계산과학팀장을 맡아 다양한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했다. 1990년대 후반 양자컴퓨터와 양자암호 등을 연구하자고 회사에 제안하였으나 그때는 너무 일렀던 듯하다. 이후 카이스트 물리학과를 거쳐 2002년부터 고등과학원에서 연구하며, 양자정보분야 국제학술대회인 AQIS 운영위원장, 미래양자융합포럼 공동의장을 맡고 있다. 2021년 현재 고등과학원의 부원장 겸 교수로 재직 중이다.
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미래를 위해 읽을거라서~~ insun*** 2022/04/06 평점 추천 0
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