양자역학
양자 컴퓨터에 대해 말하면서 양자역학을 그냥 넘어갈 수는 없다. 하지만 양자역학이라는 단어를 평생 한 번도 듣지 못한 사람들이 대부분일 테고, 물리학 또는 화학 전공자가 아닌 이상 심도 있게 배울 기회도 없는 게 사실이다. 그렇다고 여기서 전공자들이 1년 동안 배워도 잘 이해할 수 없는 양자역학을 모두 다루는 것은 본질을 흐린다고 생각한다. 여기서는 중간중간 필요한 개념에 대해서 최대한 쉽게 설명하고자 한다. 그럼에도 쉽게 이해할 수 있을 것 같지는 않다. 그냥 판타지 소설 속의 얘기라고 생각하고 읽는 것이 속이 편할지도 모른다. 양자 컴퓨터의 개념을 처음 제시한 리처드 파인만(Richard Feynman)이
양자역학을 이해하고 있는 사람은 아무도 없다.
Nobody understands quantum mechanics.
라고 말한 것은 괜한 말이 아니다. 다시 말해, 양자역학은 이해하는 것이 아니다. ^^
용어문제
양자역학이 19세기 초반 유럽을 무대로 형성되었고, 그 이후 양자 정보나 양자 컴퓨터 분야도 모두 서구권을 중심으로 발전해왔기 때문에 모든 용어는 영어일 수밖에 없다. 그중 몇몇 용어는 우리말로 옮기기에 어려운 점이 있고, 옮긴다 해도 그 뜻이 분명치 않은 경우가 있다. 예를 들어, coherence라는 용어를 보자. 우리말로는 ‘결맞음’으로 번역된다. coherence. 코히어런스. 결맞음. 세 가지 표현 모두 무슨 말인지 모르는 것은 마찬가지 아닌가? 나는 coherence라고 적는 것을 선호하지만, 우리말 문장에 영어가 섞이는 것도 자연스럽지는 않으므로 결맞음(coherence)이라고 표현하도록 하겠다. 하지만 인터넷의 관련 정보들은 대부분 영어로 표현되어 있으므로, 이 분야에 관심 있는 사람들은 괄호 안에 있는 영어 단어를 숙지하는 것이 좋을 것이다. 현재 구글에서 ‘양자 결맞음’으로 검색을 하면 약 5,000건이 검색되고, ‘quantum coherence’는 30만 건이 검색된다. 검색된 내용을 들여다보아도 ‘quantum coherence’로 검색한 결과가 질이 훨씬 좋다.
Quantum or 퀀텀 or 양자?
영어로는 quantum으로 쓰지만, 우리말로는 양자로 표현한다. 양자역학(Quantum Mechanics), 양자 컴퓨터(Quantum Computer)처럼 ‘양자’라는 말을 쓰지만, ‘퀀텀’이라고 쓰는 경우도 있다. 특히 삼성에서 만든 TV의 마케팅 문구는 ‘양자점(quantum dot)’이라는 말보다는 ‘퀀텀닷(quantum dot)’이라는 표현을 쓰고 있다. 일반 대중들에게 기업의 마케팅 효과가 매우 크기 때문에 ‘퀀텀’이라는 용어가 더 대중화 될지도 모른다. 앞으로 어떤 용어가 대중화될지는 모르겠지만 일단 여기서는 ‘양자’라는 표현을 쓰는 것으로 하겠다.
양자 기술(Quantum Technology)
양자 기술을 넓게 보면 현대 전자공학(electrical engineering)을 포함하므로 이미 우리 생활과 밀접한 관계가 있다고 볼 수도 있다. (양자역학이 정립되면서 전자공학이라는 분야가 탄생했다.) 여기서는 양자 컴퓨터나 양자 통신과 같은 직접적인 응용기술의 의미로 사용할 것이다.