퀀텀 2.0-인류의 문명을 재설계할 제2차 양자 혁명이 온다-

미래는 이미 양자 위에서 설계되고 있다

AI 이후 가장 거대한 전환이 온다

양자컴퓨팅, 양자 암호 해독, 양자 센싱, 신약 개발, 양자생물학, 양자 인공지능까지… 양자역학이 탄생한 지 한 세기가 지난 지금, 퀀텀 테크놀로지는 인류 문명의 판도를 근본부터 뒤흔들고 있다. UNESCO는 2025년을 ‘국제 양자 과학 및 기술의 해’로 선언했고, 미국·영국·중국은 국가 차원의 양자 전략을 가동 중이다. 빅테크 기업들은 ‘양자 우위’를 두고 치열한 경쟁을 벌이고 있으며, 맥킨지는 향후 10년 안에수조 달러 규모의 시장이 열릴 것으로 전망한다.

반도체와 레이저, 트랜지스터와 컴퓨터, 우리 손 안의 스마트폰까지. 20세기를 만든 거의 모든 기술은 ‘양자 1.0’ 위에 세워졌다. 이 시대는 인류가 양자라는 이상한 현상을 발견하고 받아들이는 시대였다.

다가올 ‘양자 2.0’은 다르다. 중첩과 얽힘, 한때 아인슈타인조차 “기괴하다”며 거부했던 그 현상을 이제 인류는 자원으로, 또 기회로 적극 활용하고자 한다. 슈퍼컴퓨터를 압도할 양자컴퓨터, 전 세계 보안 표준을 흔드는 양자 묵시록, 잠수함도 미사일도 더 이상 숨을 수 없는 양자 센싱, 분자 시뮬레이션의 차원을 바꿀 신약 개발, 그리고 AI와 결합해 그 위력이 무한하게 증폭될 양자 인공지능(QAI). 이 모든 것은 더 이상 먼 미래의 이야기가 아니다.

현재 진행 중인 제2차 양자 혁명의 지형도를 세계적인 물리학자 폴 데이비스가 친절히 안내한다. 100년 전 코펜하겐의 작은 회의에서 출발한 양자의 여정부터 오늘의 빅테크 경쟁까지, 그는 단 하나의 수식도 사용하지 않고 대가의 통찰력을 바탕으로 21세기 기술의 지도를 한 권에 담아냈다. AI 이후 가장 거대한 전환점이 될 퀀텀 테크놀로지의 다음 10년. 이 책은 그 10년을 이해하기 위한 가장 친절하고 가장 신뢰할 만한 안내서다.

지은이 : 폴 데이비스 Paul Davies

영국의 이론물리학자이자 세계적인 과학 저술가. 현재 미국 애리조나주립대학교 교수이자 ‘비욘드(BEYOND): 과학의 근본개념 연구 센터’ 소장을 맡고 있다.

1946년 런던에서 태어나 유니버시티 칼리지 런던(UCL)에서 물리학 박사학위를 받았다. 케임브리지대학교의 프레드 호일밑에서 박사후연구원으로 일했으며, 뉴캐슬대학교, 애들레이드대학교, 매콰리대학교 교수를 거쳐 2006년부터 애리조나주립대학교 물리학과 교수로 재직 중이다. 또한 채프먼대학교 양자연구소 연구원, 물리과학과 암생물학 융합센터 연구원, SETI 후속 과학기술 태스크그룹 의장 등을 맡고 있다.

양자장론, 우주론, 우주생물학 분야에서 국제적 명성을 쌓았으며, 휘어진 시공간에서의 양자장론 분야에서 ‘풀링-데이비스-언루 효과’ ‘번치-데이비스 진공 상태’ 등의 이론을 정립했다. 또한 지구 생명의 화성 기원설, 그림자 생물권설, 암의 격세유전설 등을 주장하며 과학계에 신선한 논쟁을 불러일으켰다.

첨단과학의 난해한 개념을 명료한 일상 언어로 풀어내는 탁월한 능력과 과학 대중화의 공로로 영국 왕립학회의 패러데이상, 영국 물리학회의 켈빈 메달, 템플턴상, 호주 훈장 등을 수상했다. 1992년 발견된 소행성에는 그의 업적을 기려 ‘6870 폴데이비스’라는 이름이 붙여졌다. 지은 책으로는 《기계 속의 악마》 《무엇이 우주를 삼키고 있는가》 《골디락스 수수께끼》 《침묵하는 우주》 《신의 마음》 《시간에 관하여》 《마지막 3분》 《타임머신 만들기》 《생명의 기원》 등이 있으며, 이 책에서는 21세기 가장 중요한 기술 혁명인 ‘제2의 양자 혁명’의 세계로 독자를 안내한다.

옮긴이 : 김영태

아주대학교 물리학과 명예교수. 서울대학교 물리학과를 졸업하고 미국 UC 버클리에서 고체물리학 연구로 물리학 박사 학위를 받았다. 이후 미국 국립 로렌스 버클리 연구소 연구원, 아주대 물리학과 교수, 영국 케임브리지 대학교 펠로우, 호주 시드니 대학교 방문 교수를 역임하며 40년 가까이 연구와 교육에 매진해 왔다. 지은 책으로는 《한 권으로 총정리한 물리의 법칙》, 《속 보이는 물리》 등이 있고, 옮긴 책으로는 《딥 심플리시티》, 《현대물리학: 시간과 우주의 비밀에 답하다》, 《다세계》, 《우주의 가장 위대한 생각들 1, 2》, 《모든 것은 하나다》 등이 있다.

서문

1부 패러다임 전환

chapter 1 양자 개념의 탄생

세상을 바꾼 방정식│설명되지 않는 6가지 이상 현상│최초의 양자 도약

chapter 2 자연의 로또 복권

무엇의 파동인가?│그런데 입자는 실제로 어디 있지?│창조주로서의 실험자│누군가 관찰할 때 양자 입자에 무슨 일이 생길까?│벽 통과하기│대체 가능한 실재들의 혼합

chapter 3 밑바닥에 존재하는 것

파동이냐 입자냐?│현상의 완전한 기술│고양이 역설│양자 기술 1.0

chapter 4 실재 전쟁

아인슈타인의 기괴한 사고실험│참고 1: 편광│얽혀 있는 실재│참고 2: 벨의 아침 식당│결정적 실험│벽돌의 두께는 얼마인가?│마방진과 유사 텔레파시│양자 2.0의 창세기│참고 3: 허풍쟁이의 양자물리학 가이드

2부 경이로운 신기술들

chapter 5 마법의 양자 정보

비트에서 큐비트로│아무것도 건드리지 마!│순간이동│양자 암호 기술│양자컴퓨터: 양자 정보과학의 성배│실질적인 도전│양자 암호 해독│양자 인터넷│양자 AI: 두 혁명적 기술의 합병│참고 4: 양자 음악

chapter 6 보이지 않는 것 탐지하기

우주에서 가장 정확한 시계?│양자 레이더│암흑물질 탐지하기│세상에서 가장 큰 양자 물질│숨은 보물찾기│양자가 나노를 만날 때│참고 5: 스핀│전자공학에서 스핀 공학으로│양자 신경과학과 다른 의학적 경이들│다음에는 어떤 것이?

chapter 7 양자생물학

생명이란 무엇인가?│광합성: 광자 수확하기│어둠 속에서 길을 찾아갈 수 있는 조류│생명체의 양자 인터넷│양자 두뇌│양자 생기론?

3부 우주에 대한 추측

chapter 8 빈 공간에 대한 신화

무를 둘러싼 과도한 소동│양자 진공을 탐지할 수 있을까?│어둠 속의 한 줄기 빛│우주공학의 꿈│진공 추진 우주선?│양자 진공의 활용│어쨌든 누구의 진공인가?

chapter 9 무에서 창조된 우주

우주까지도 양자역학이?│빅뱅의 잔광에 남은 양자 지문들│폭주하는 우주│블랙홀: 들어간 것은 나와야 하는가, 나오지 못하는가

4부 철학적 피날레: 의미 탐색하기

chapter 10 여전히 더 기묘한

짖지 않았던 개│시간 역행? 과거 광자의 유령│과거 지우기│양자 불확정성의 비밀 엿보기│체셔 고양이와 다른 유체이탈 경험들

chapter 11 이 모든 것 이해하기

양자 세계가 궁극의 실재인가?│양자역학이 실패할 수 있는 방식들│실패 가능성 없음: 양자역학을 있는 그대로 받아들여야 한다│참고 6 : 평행 우주│누가 다른 세계들을 엿볼 수 있을까?│우리의 양자 미래

감사의 말

옮긴이의 말

참고문헌

미주

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