I. 서론

양자란 무엇일까? 과학의 복잡한 이론들 속에서도 양자역학은 그 개념과 원리가 현대 기술, 특히 정보 통신 분야에 혁명을 일으키고 있다. ‘양자’라는 단어 자체가 암시하듯, 이는 물질과 에너지의 가장 작은 단위를 의미한다. 하지만 양자역학의 세계에서 ‘가장 작다’라는 것은 단순히 크기만의 문제가 아니다. 여기서는 확률적 가능성이 상태를 구성하며, 관찰자의 개입이 상태를 결정하는 놀라운 현실을 마주하게 된다.

1927년 벨기에 브뤼셀에서 열린 제5회 솔베이 회의에는 알베르트 아인슈타인, 닐스 보어, 막스 플랑크, 에르빈 슈뢰딩거, 베르너 하이젠베르크, 파울 디랙과 같이 과학 교과서나 위인전에서 자주 보이는 물리학자들이 다수 참여했다. 이 회의를 통해 양자 물리학이 정립되어, 우리가 사는 세계를 이해하는 데 있어 고전 물리학과 다른 새로운 관점이 필요하다는 것을 알게 되었다. 이후 양자역학은 트랜지스터와 레이저의 발명을 비롯하여 21세기 과학의 혁신적인 발전을 이끌어감으로써, 이를 제1차 양자 혁명이라고 부른다. 지금부터 2년 전인 2022년 5월 19일에는 ‘양자정보 물리학’이라는 주제로 제28회 솔베이 회의가 개최되었다. 본 회의에는 초전도 기반 양자컴퓨터 연구에서 핵심적인 역할을 한 이론물리학자 스티브 거빈과 이를 실험으로 구현한 로버트 쉘코프, 그리고 소인수 분해 알고리즘과 양자 오류 보정을 통하여 양자컴퓨팅 연구에 중요한 돌파구를 제시한 피터 쇼어 등이 참석하였다. 본 회의의 주요 토론 주제는 결함허용 양자컴퓨터 개발이었다. 2022년 10월에는 얽힌 광자 쌍을 이용하여 벨 부등식의 위배를 입증한 세 명의 실험 물리학자들에게 노벨물리학상이 수여됨으로써 우리는 제2차 양자 혁명이 주도하는 본격적인 양자정보기술 시대를 맞이하게 되었다.

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