[IF] "양자역학 어려운가요? 알고나면 스마트폰 이해하기 쉬워요"

김상욱 경희대 교수(물리학과)는 10일 인터뷰에서 “양자역학은 분명 어렵지만 원자를 다루는 첨단 기술을 이해하기 위해서 비(非)전공자라도 필수 교양으로 알아둘 필요가 있다”고 말했다. /카오스재단

"양자역학은 결국 원자를 다루는 모든 공학과 연관돼 있기 때문에 기본 개념만 착실히 익힌다면 반도체와 디스플레이, 스마트폰처럼 평소 쉽게 접하는 첨단 기술들을 더 잘 이해할 수 있습니다."

김상욱 경희대 물리학과 교수는 지난 10일 "양자컴퓨터와 양자통신도 작동 방식이 기존 디지털 컴퓨터와 크게 달라 공학자들도 이해하기 어렵지만 양자의 중첩 현상, 얽힘 현상을 조금이나마 공부하면 어느 정도 감은 잡을 수 있다"고 말했다.

양자역학이 다루는 원자 수준의 미시 세계에서는 기존 고전역학으로는 설명하기 어려운 물리 현상이 수두룩하다. 예를 들어 고전역학에서는 물질이 하나의 상태에 있지만, 양자역학에서는 입자이면서도 파동인 것처럼 두 상태가 중첩될 수도 있다고 본다.

현재의 컴퓨터는 전자의 유무(有無)에 따라 0과 1의 비트로 정보를 표현하고 계산하지만, 양자컴퓨터에서는 0과 1을 동시에 처리할 수 있어 그만큼 계산 속도가 획기적으로 빨라진다. 또 양자역학에서 얽힘 상태에 있는 광자들은 한쪽이 바뀌면 다른 쪽도 동시에 변한다. 이를 이용하면 지금보다 훨씬 빠른 통신이 가능하다.

김 교수는 "최근 꿈의 컴퓨터로 불리는 양자컴퓨터가 개발되고 양자통신 실험에 성공했다는 뉴스가 나오면서 상용화에 대한 기대감이 높아지고 있다"면서도 "현재까지의 연구 성과를 잘 들여다보면 상용화가 쉽지만은 않다는 걸 알 수 있다"고 말했다. "양자역학 분야는 불과 30년 전에야 원자 하나를 제대로 제어하기 시작했어요. 아직은 기초연구가 더 필요한 상황입니다."

김 교수는 '양자역학 전도사'로 통한다. 지난해 말 양자역학에 대한 기본 개념을 설명한 과학 교양 서적을 내놓은 데 이어 오는 22일부터는 카오스재단 주최로 열리는 과학 강연에서 3회에 걸쳐 '물리가 세상을 보는 틀'이라는 주제로 양자역학을 소개한다.

그는 "이번 강연에서는 일상에서 접하는 고전역학과 눈으로는 보이지 않는 낯선 양자역학 사이의 경계에 대한 이야기를 하고 싶다"며 "예를 들어 '원자 한두 개로 나노엔진을 만들면 고전 열역학 이론이 똑같이 적용될까'와 같은 질문을 던져볼 생각"이라고 말했다.

최인준 기자(pen@chosun.com)

<저작권자 ⓒ ChosunBiz.com, 무단전재 및 재배포 금지>