양자역학이란 무엇인가? [김상욱, 부산대학교 물리교육과 교수·이강영, 경상대학교 물리교육과 교수]

양자역학이란 무엇인가?

'양자역학을 이해하는 사람은 아무도 없다'는 말이 있을 정도로, 어려운 학문으로 알려져 있는 양자역학.

'이매진' 이번 시간에는 부산대학교 김상욱 교수, 경상대학교 이강영 교수와 함께 양자역학을 보다 쉽고 재미있게 알아보는 시간을 갖는다.

현대 과학의 가장 큰 쾌거는 '이 세상의 모든 것은 원자로 되어있다'는 사실을 발견한 것이다.

원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있는데, 전자가 있던 자리에서 사라져 다른 자리에 나타나는 현상을 '양자 도약'이라 부르고, 이를 수학적으로 정립한 이론을 양자역학이라 한다.

우리가 양자역학을 이해하기 어려운 이유는, 양자역학에서 다루는 대상이 ‘양자역학적인 상태’이기 때문이다.

이 양자역학적 상태의 대표적인 현상으로는 양자가 여러 위치에 동시에 존재한다는 개념의 '양자중첩'이 있다.

그렇다면 우리가 양자역학을 이해해야 하는 이유는 무엇일까? 그것은 양자역학이 활용될 '양자정보' 분야의 중요성 때문이다.

최근 전 세계 학자들이 연구하고 있는 양자컴퓨터는 양자중첩의 개념이 적용된 컴퓨터다.

즉 모든 명령어를 0 또는 1의 숫자로 표현하는 컴퓨터가 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있다는 것.

이러한 양자컴퓨터는, 개발될 경우 현재의 모든 암호체계를 쉽게 풀어버릴 것으로 예측된다.

우리 미래에 큰 변화를 가져다 줄 양자역학! '이매진'에서 그 어렵고도 흥미로운 세계를 만나본다.