정보통신기술의 새로운 기회

김명식(임피리얼칼리지 물리학과 교수)

『양자우연성』의 중심개념은 양자역학의 가장 중요한 특징인 얽힘과 비국소 상관관계이다. 저자 니콜라스 지생 박사는 영국의 물리학자 존 스튜어트 벨이 증명한 “과학사에서 가장 심오한 정리”라고 불리는 벨 정리를 기반으로 얽힘, 비국소성, 중첩과 같은 양자역학의 기이한 성질들을 소개하고 탐구한다. 벨 정리를 바탕으로 물리학자들이 고안한 벨 게임을 중심으로 양자역학의 핵심 개념들을 논의해 나가며 양자역학의 근본 성질들을 이용해 빛보다 빠른 속도로 유용한 신호를 보낼 수 있는지 탐구한다. 벨 정리에 대한 탄탄한 지식과 경험을 바탕으로 양자역학의 기이한 성질들을 쉽고 명쾌하게 풀어낸다. 이 책의 특징은 과학적 방법을 보여주는 데 집중한다는 것이다. 어떤 과정을 거쳐서 직관에 완전하게 어긋나는 현상이 실제로 사실이라고 믿게 되는지 수식을 최대한 배제하고 서술한다. 이 책의 목적은 과학계에서 현재 어떤 일들이 일어나고 있는지 독자들이 이해하도록 돕는 것이다. 물리학자들이 어떤 방식으로 비국소 상관관계를 만들어 내고, 비국소 상관관계를 이용해서 어떻게 절대적으로 안전한 암호열쇠를 만들어내는지, 그리고 양자공간이동을 어떻게 수행하는지 논의한다. 양자역학에 대한 지식과 경험을 바탕으로 입문자들도 쉽게 얽힘과 비국소성을 중심으로 양자역학의 핵심에 접근할 수 있게 도와준다.

CHAPTER 01 에피타이저
CHAPTER 02 국소 및 비국소 상관관계
CHAPTER 03 비국소성과 진정한 우연성
CHAPTER 04 불가능한 양자 복제
CHAPTER 05 양자 얽힘
CHAPTER 06 실험
CHAPTER 07 응용
CHAPTER 08 양자공간이동
CHAPTER 09 자연은 정말로 비국소적인가?
CHAPTER 10 비국소성에 대한 연구 현황

물리학자들은 현 시대가 뉴턴과 다윈의 시대와 비견되는 혁명적 시대라고 말한다. 우리는 현재 양자혁명의 시대에 살고 있으며, 지금 양자역학에서 어떤 일이 벌어지고 있는지 들여다보지 않고 이 혁명을 놓쳐버리는 것은 뉴턴이나 다윈의 시대에 살면서 그들이 일으킨 혁명적 발견을 모르고 지내는 것 같은 일이라고 그들은 말한다. 현재 일어나고 있는 개념적 혁명은 뉴턴과 다윈 시대의 혁명 못지않게 중요하기 때문이다. 지금 일어나고 있는 양자혁명은 자연에 대한 우리의 관점을 완전히 뒤집어 놓고 있으며, 마법 같이 느껴질 새로운 여러 가지 기술을 이끌어낼 것이라고 그들은 말한다.
양자역학의 권위자 니콜라스 지생 박사는 『양자우연성』을 통해 현재 과학계에서 일어나고 있는 최신 연구들을 통해 밝혀진 양자역학의 가장 핵심적인 결과들을 놓치지 않고 제시한다. 어떤 과정을 거쳐서 직관에 완전하게 어긋나는 현상이 실제로 사실이라고 믿게 되는지 수식을 최대한 배제하고 서술한다. 얽힘, 비국소성 등 양자역학의 가장 기이한 성질들을 중심으로 최근 화두가 되고 있는 양자정보통신, 양자암호학 등 첨단 분야들에 응용되고 있는 양자역학을 살펴본다. 『양자우연성』은 중고등학생, 기초과학 입문자 및 양자정보통신이 어떤 기술인지 지적 호기심을 가진 일반독자들이 양자역학에 더욱 친숙히 다가갈 수 있도록 도와줄 것이다.

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