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“신은 주사위 놀이를 하지 않는다.”
양자 역학에 대해 끝까지 의구심을 거두지 않은 아인슈타인의 이 유명한 말은, 언뜻 들으면 양자 세계를 향한 당시 과학계의 반발 혹은 경외심을 상징하는 듯합니다. 실제로 아인슈타인은 양자 역학이 제안하는 ‘불확정성’과 ‘중첩’이라는 개념을 쉽게 받아들이지 못했죠. 하지만 역사는 아이러니하게도, 그가 완전히 납득하기 어려워했던 이 양자 역학이 미래 기술의 판도를 송두리째 바꿀 새로운 열쇠가 될 것임을 증명하고 있습니다.
전통적인 컴퓨팅 패러다임을 넘어서는 ‘양자 컴퓨팅’ 기술이 세간을 뜨겁게 달구고 있습니다. 신약 개발, 기후 변화 대응, 물류 최적화, 금융 시뮬레이션 등 전 세계가 직면한 복잡다단한 문제를 원자의 힘을 활용해 혁신적으로 풀 수 있으리라는 기대를 한 몸에 받고 있습니다. 계산 속도, 처리 능력, 효율성 면에서 기존 슈퍼컴퓨터를 압도할 잠재력을 지닌 양자 컴퓨터는 과학계를 넘어 이미 대중에도 깊이 스며들고 있습니다.
수많은 스타트업과 대기업이 양자 컴퓨터 연구개발에 뛰어들고, 영화·드라마에서도 양자 역학적 상상을 풀어내고 있죠. 2025년은 유엔이 지정한 ‘세계 양자과학 기술의 해’이기도 합니다. 이제 양자 컴퓨팅은 더 이상 극소수 학자들의 담론에만 머무르는 분야가 아닙니다. 실무와 일상 속으로 서서히 스며들 ‘차세대 핵심 기술’로 주목받고 있습니다.
그렇다면 양자 컴퓨터가 보편화된 미래는 어떨까요? 상상을 조금 더 구체화해 보면 다음과 같은 장면을 그려볼 수 있습니다.
복잡한 도심의 교통 신호와 차량 흐름을 실시간으로 예측·분석해 최적의 경로를 안내받는 세상. 출퇴근길에 허비하는 시간이 대폭 줄어들고, 배기가스도 현저히 감소하여 도시의 대기 질도 개선됩니다.
AI와의 비교: 교통 관련 예측·분석은 오늘날에도 인공지능(AI)을 통해 이뤄집니다. AI는 과거 데이터를 토대로 패턴을 학습하고 예측하는 데 강점을 가지지만, ‘실시간 최적화’나 ‘광범위 탐색 문제’를 확률적 방법으로만 접근해야 할 때가 많습니다. 반면 양자 컴퓨팅은 ‘(거의) 동시에’ 방대한 해 공간을 탐색할 수 있어서 특정 최적화 문제에서는 AI보다 훨씬 효율적으로 해답을 찾을 수 있습니다.
신약 개발 과정에서 분자 단위 시뮬레이션을 초단시간에 수행해 치료제가 훨씬 더 빠르게 탄생합니다. 몇 년 걸리던 임상 시험 프로세스를 획기적으로 단축해 희귀 질환 환자들도 더 빨리 치료 기회를 얻을 수 있습니다.
AI와의 비교: 이미 제약 분야에서도 AI가 신약 스크리닝에 활용됩니다만, AI는 결국 대규모 데이터 학습을 통해 ‘패턴’을 파악하는 접근입니다. 분자 반응 자체가 복잡한 양자 현상일 경우, 전통적 AI 모델만으로는 정밀한 계산이 어렵습니다. 양자 컴퓨팅은 이러한 계산을 근본적 물리 법칙에 ‘직접’ 대응시켜 계산할 수 있으므로 한계를 뛰어넘을 수 있는 잠재력이 있습니다.
양자 컴퓨터가 학습 패턴을 분석해 개개인에게 꼭 맞는 학습 커리큘럼을 제공합니다. 어떤 학생에게는 수학 문제, 어떤 학생에게는 문학과 역사, 각각 효율적인 학습 경로를 제안하니 ‘모두가 같은 내용을 같은 방식으로 배우는’ 교육이 과거의 유물이 됩니다.
AI와의 비교: AI 모델도 개인별 데이터를 학습해 추천 시스템을 구현할 수 있지만, 인프라와 계산 시간의 제약이 큰 편입니다. 양자 컴퓨팅이 상용화되어 이 연산 부담을 줄여준다면 다차원 데이터 분석이 더 효율적으로 이뤄질 수 있습니다. 다만 현재로서는 이 분야가 본격적으로 ‘양자 우위’를 입증한 상태는 아니며, ‘잠재력’ 차원에서 제시되고 있습니다.
AI는 대규모 데이터 학습, 패턴 인식, 확률적 예측에 뛰어난 반면, 양자 컴퓨팅은 지수적으로 늘어나는 복잡한 탐색 문제나 미시적 양자 현상(분자 시뮬레이션 등)을 다루는 데 강점을 지닙니다. 이 둘을 적절히 조합하면 교통, 제약, 교육뿐 아니라 물류, 금융, 에너지, 신소재 등 광범위한 분야에서 시너지를 일으킬 것으로 보고 있습니다.
아인슈타인이 끝까지 인정하지 못했던 양자 세계의 불확정성은 역설적이게도 오늘날 컴퓨팅 업계에서 가장 뜨거운 연구 주제입니다. 예측 불가능하고 미묘한 원자 스케일에서 정보가 처리되는 양자 컴퓨터는 상상을 뛰어넘는 속도로 발전하고 있습니다.
전통적인 컴퓨터가 풀기 어려운 난제를 단시간에 해결할 수 있는 잠재력 때문에 기업과 연구소에서는 앞다투어 양자 시스템에 막대한 투자를 하고, 교육 기관들도 발 빠르게 관련 학과와 커리큘럼을 마련 중입니다.
그렇다면 우리에게 필요한 것은 무엇일까요? 바로 양자 컴퓨팅의 맥락과 작동 원리를, 아인슈타인처럼 천재 물리학자가 아니어도 이해할 수 있도록 안내해 줄 ‘친절한 길라잡이’입니다. 『모두를 위한 양자 컴퓨터』는 그러한 요구에 완벽히 부응하는 책입니다.
기술 트렌드에 조금이라도 관심이 있는 독자라면 어느 시점부터 뉴스에서 ‘양자’라는 단어를 심심치 않게 접했을 것입니다. 그런데 막상 ‘양자 컴퓨터가 정확히 어떻게 작동하고, 왜 혁신적인지’를 묻는다면 선뜻 대답하기가 쉽지 않습니다. 양자 역학 특유의 난해함 때문인데, 바로 이 지점에서 『모두를 위한 양자 컴퓨터: 누구나 쉽게 이해하는 양자 컴퓨터 원리부터 활용까지』가 빛을 발합니다.
이 책은 학위를 따지 않아도, 수학·물리학에 대한 깊은 배경지식이 없어도 이해할 수 있도록 쉽고 친절한 설명을 담고 있습니다. 더 나아가 양자 컴퓨터의 실제 활용 사례와 비즈니스 측면, 그리고 관련 직업까지 폭넓게 다루어 “양자 컴퓨터가 나랑 무슨 관계가 있지?”라는 의문을 속 시원하게 풀어 줍니다.
책을 공동 집필한 윌리엄 헐리와 플로이드 스미스는 실리콘밸리와 세계적인 테크 기업에서 오랜 경력을 쌓은 실무 전문가입니다.
윌리엄 헐리는 텍사스 오스틴의 양자 컴퓨팅 스타트업인 ‘스트레인지웍스’ CEO로, IBM, 애플, 골드만삭스 등 유수 기업에서 기술 리더십을 발휘해 왔습니다. 거기에 IEEE에서 양자 표준 작업 그룹을 설립하며, 업계 최전선에서 양자 컴퓨팅의 미래를 그려 나가는 인물이죠.
플로이드 스미스 또한 실리콘밸리 스타트업 원하우스에서 제품 마케팅을 총괄하고 있습니다. 애플, EA, VISA 등에서 기술·마케팅 팀을 두루 경험했고, 베스트셀러 IT 입문서를 여러 권 집필하여 총 백만 부 이상을 판매한 유명 작가이기도 합니다.
덕분에 이 책은 학계 이론서와 달리 ‘현장의 생생한 목소리’가 살아 있는 실용적이고 현실적인 안내서가 될 수 있었습니다.
인공지능과 함께 거론되는 양자 컴퓨팅을 놓치고 있지는 않나요? 내 비즈니스 혹은 내 직업에는 어떤 변화가 일어날지 궁금한가요? 아니면 순수한 호기심으로라도 양자 세계를 둘러보고 싶지는 않은가요?
어떤 이유에서든 양자 컴퓨팅에 관심이 생겼다면 지금이 바로 시작할 때입니다. 아인슈타인조차 의심의 눈초리를 거둬들이지 못했던 양자 역학이 수많은 문제를 해결해 줄 강력한 ‘현실 무기’가 되어 우리 곁에 다가왔습니다. 인류의 내일을 움직이는 키(key)가 되어 가고 있습니다. 그 출발점을 『모두를 위한 양자 컴퓨터』로 삼으신다면, 훗날 어떤 미래가 열릴지 가늠해 볼 수 있을 것입니다. 이 책에서 다루는 내용의 맛보기는 ‘전세계는 왜 양자 컴퓨터에 영괄할까?’에서 확인하실 수 있습니다.
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“양자 역학은 늘 찝찝했소. 신이 주사위를 던진다는 생각은 여전히 받아들이기 쉽지 않은데…”
“그래도 지금 시대에선 양자의 ‘주사위’가 아주 강력한 무기가 되고 있습니다. ‘인공지능을 이을 차세대 기술’, 양자 컴퓨터 얘기 들어보셨나요?”
