빛의 양자컴퓨터

혁신적인 광양자컴퓨터 실현의 초읽기는 이미 시작되었다! 세계 최초로 양자텔레포테이션에 성공한 도쿄대(東京大) 후루사와 아키라 교수가 직접 소개하는 양자컴퓨터의 혁신 기술 현재 양자컴퓨터는 다양한 플랫폼에서 연구 개발이 진행 중이다. 바야흐로 양자컴퓨터의 ‘춘추전국시대’이다. 초전도 물질, 극저온 원자, 이온, 빛(광자) 등 다양한 후보들이 저마다의 장단점을 가지고 장래 상용 양자컴퓨팅 시스템이 되고자 힘겨루기를 하고 있다. 이 책 『빛의 양자컴퓨터』에서는 그중에서 빛을 이용한 양자컴퓨터 연구 개발을 소개한다. 광자는 빛의 속도로 이동한다는 성질을 살려서 양자통신 분야에서 주목을 받고 있으나, 정보를 처리하고 저장하는 양자컴퓨터의 플랫폼으로서는 다른 경쟁자들보다 주목을 덜 받아왔다. 하지만 지은이는 극저온에서만 작동하는 다른 플랫폼과 달리 상온에서 작동시킬 수 있는 빛만이 궁극적으로 상용 양자컴퓨터를 만들 수 있다 믿고, 빛이 가진 장점을 최대한 살려서 연구를 진행하고 있다.

시작하며 제1장 양자의 불가사의한 현상 발열을 0으로 만들기 | ‘양자중첩’과 ‘입자와 파동의 이중성’ | 서로 대립하는 이론 | 공간을 뛰어넘는 상관관계 제2장 양자컴퓨터는 실현 불가능한 것인가 연구 개발의 가속 | 세계적인 기업과 연구기관의 뼈를 깎는 노력 | 쇼어 박사가 불러온 충격 | 고속 계산을 위한 세 가지 방법 | 저소비전력의 이유 | 양자역학의 중요한 네 가지 성질 | 양자비트로서의 양자중첩과 양자얽힘의 역할 | 극도로 어려운 양자컴퓨터 개발 | 연구 개발이 진행 중인 양자비트 방식들 제3장 빛의 가능성과 우위성 ‘양자텔레포테이션’은 ‘텔레포테이션’이 아니다 | 불확정성원리로부터는 도망칠 수 없다 | 양자텔레포테이션의 방법 | 빛을 이용할 경우의 우위성 | 빔 스플리터로 양자얽힘 상태를 만들다 | ‘양자 오류 정정’이라는 높은 장애물 | 물리비트와 논리비트 | 양자 오류 정정의 구세주 | 빛이 앞서가는 양자 오류 정정 | 고속화와 광대역화를 양립시키다 제4장 양자텔레포테이션을 지배하다 양자텔레포테이션 연구의 계기 | 빛의 입자성을 다루는 한계 | 캘테크라는 터닝 포인트 | 빛으로 빛의 위상을 제어하다 | 차일링거 교수 그룹의 양자텔레포테이션 실험 | 1998년, 완전한 양자텔레포테이션에 성공하다 | 맥주 한 잔을 건 실험 | 2004년, 3자 간 양자얽힘 상태의 양자텔레포테이션 네트워크에 성공하다 | 실험 성공의 핵심 제5장 난제 타개의 포석 2009년, 9자 간 양자얽힘 상태의 제어에 성공하다 | 일본인이기에 할 수 있는 실험 | 2011년, 슈뢰딩거의 고양이 상태의 양자텔레포테이션에 성공하다 | 슈뢰딩거의 고양이 상태를 양자텔레포테이션 할 수 있는가 | 중력파 관측에도 공헌한 조임 상태의 빛을 개발하다 | 시판 제품이 없다면 스스로 개발한다 | ‘크레이지’한 벤처기업 사장과의 공동 개발 | 세계 최고 수준의 요구 사항 제6장 실현을 향한 카운트다운 시간영역다중을 확장하다 | 시간영역다중의 실현에 도전하다 | 빛으로 1만 배의 고속 성능도 실현 가능하게 | 시간영역다중 일방향 양자계산방식을 이용한 광양자컴퓨터 | 연속량 처리의 장점 | 2차원에서의 초대규모 양자얽힘 | 2015년, 양자텔레포테이션의 심장부를 광칩으로 만들다 | 광자메모리의 개발 | 혁신적 발명 ‘루프형 광양자컴퓨터’ | 이제 시야에 들어온 광양자컴퓨터의 완성 | 이례적인 연구 방침 | 양자컴퓨터가 가져올 미래 사회 마치며 옮긴이의 글