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『양자우연성』의 중심개념은 양자역학의 가장 중요한 특징인 얽힘과 비국소 상관관계이다. 저자 니콜라스 지생 박사는 영국의 물리학자 존 스튜어트 벨이 증명한 “과학사에서 가장 심오한 정리”라고 불리는 벨 정리를 기반으로 얽힘, 비국소성, 중첩과 같은 양자역학의 기이한 성질들을 소개하고 탐구한다. 벨 정리를 바탕으로 물리학자들이 고안한 벨 게임을 중심으로 양자역학의 핵심 개념들을 논의해 나가며 양자역학의 근본 성질들을 이용해 빛보다 빠른 속도로 유용한 신호를 보낼 수 있는지 탐구한다. 벨 정리에 대한 탄탄한 지식과 경험을 바탕으로 양자역학의 기이한 성질들을 쉽고 명쾌하게 풀어낸다.

이 책의 특징은 과학적 방법을 보여주는 데 집중한다는 것이다. 어떤 과정을 거쳐서 직관에 완전하게 어긋나는 현상이 실제로 사실이라고 믿게 되는지 수식을 최대한 배제하고 서술한다. 이 책의 목적은 과학계에서 현재 어떤 일들이 일어나고 있는지 독자들이 이해하도록 돕는 것이다. 물리학자들이 어떤 방식으로 비국소 상관관계를 만들어 내고, 비국소 상관관계를 이용해서 어떻게 절대적으로 안전한 암호열쇠를 만들어내는지, 그리고 양자공간이동을 어떻게 수행하는지 논의한다. 양자역학에 대한 지식과 경험을 바탕으로 입문자들도 쉽게 얽힘과 비국소성을 중심으로 양자역학의 핵심에 접근할 수 있게 도와준다.

물리학자들은 현 시대가 뉴턴과 다윈의 시대와 비견되는 혁명적 시대라고 말한다. 우리는 현재 양자혁명의 시대에 살고 있으며, 지금 양자역학에서 어떤 일이 벌어지고 있는지 들여다보지 않고 이 혁명을 놓쳐버리는 것은 뉴턴이나 다윈의 시대에 살면서 그들이 일으킨 혁명적 발견을 모르고 지내는 것 같은 일이라고 그들은 말한다. 현재 일어나고 있는 개념적 혁명은 뉴턴과 다윈 시대의 혁명 못지않게 중요하기 때문이다. 지금 일어나고 있는 양자혁명은 자연에 대한 우리의 관점을 완전히 뒤집어 놓고 있으며, 마법 같이 느껴질 새로운 여러 가지 기술을 이끌어낼 것이라고 그들은 말한다.
양자역학의 권위자 니콜라스 지생 박사는 『양자우연성』을 통해 현재 과학계에서 일어나고 있는 최신 연구들을 통해 밝혀진 양자역학의 가장 핵심적인 결과들을 놓치지 않고 제시한다. 어떤 과정을 거쳐서 직관에 완전하게 어긋나는 현상이 실제로 사실이라고 믿게 되는지 수식을 최대한 배제하고 서술한다. 얽힘, 비국소성 등 양자역학의 가장 기이한 성질들을 중심으로 최근 화두가 되고 있는 양자정보통신, 양자암호학 등 첨단 분야들에 응용되고 있는 양자역학을 살펴본다. 『양자우연성』은 중고등학생, 기초과학 입문자 및 양자정보통신이 어떤 기술인지 지적 호기심을 가진 일반독자들이 양자역학에 더욱 친숙히 다가갈 수 있도록 도와줄 것이다.

김명식(임피리얼칼리지 물리학과 교수)
흔히 양자역학은 이해하기 어려운 학문으로 여겨진다. 기존의 언어로 간단히 설명하기가 쉽지 않기 때문이다. 그럼에도 많은 과학자들은 양자역학이 21세기 기술 혁명을 주도할 것이란 점에는 이견을 두지 않는다. 저자 니콜라스 지생 박사와 역자 이해웅, 이순칠 교수는 자연과학의 꽃이라 불리는 양자역학의 권위자들이다. 『양자우연성』은 실생활 속의 예를 들어 가면서 양자역학의 핵심을 쉽게 설명해 나간다. 쉽게 읽히는 내용은 아니지만 양자역학의 근본 원리와 그 응용을 연결하는 오묘함에 빠져 들고 싶은 독자라면 읽어보기를 권한다.

안도열(서울시립대학교 석좌교수)
“신은 주사위를 던지지 않는다”며 아인슈타인은 비국소적 상관관계를 허용할 수 있는 양자역학을 끝까지 받아들이지 않았다. 그러나 이 책의 저자인 지생 박사는 1997년 얽힌 광자쌍이 벨 부등식을 위반함을 보여주어 양자역학에서 비국소적 상관관계가 존재한다는 것을 실험적으로 입증하였다. 이 책은 비국소적 무작위성을 단초로 양자역학의 난제들로부터 최근 화두가 되고 있는 양자정보통신 그리고 최신 우주론에 이르는 흥미로운 주제들을 독자들이 수학에 의존하지 않고 이해할 수 있도록 인도하고 있다.

정현석(서울대학교 물리천문학부 교수)
『양자우연성』은 현재 학계에서 진행되고 있는 최신 연구들을 통해 밝혀진 양자역학의 가장 핵심적인 결과들을 그 정수를 놓치지 않고 제시한다. 더 나아가 이를 통해 인간 지성이 직면한 기존 세계관의 한계와 도전의 한복판으로 독자들을 이끈다. 우리가 사는 세계는 결정론적인가? 궁극적인 우연성이란 존재하는가? 이러한 질문들에 대해 양자역학이 말해줄 수 있는 한계는 어디까지인가? 지난 반세기 동안 양자 혁명이 이루어 낸 주요 결과물들, 그리고 양자물리학이 제시하는 세계관을 들여다보는 지적 탐험을 마다하지 않을 독자라면 이 책을 놓치기 원치 않을 것이다.

최진성(SK텔레콤 종합기술원장/CTO)
양자 얽힘이 갖는 비국소적 상관관계, 양자 무작위성, 양자공간이동과 같은 20세기 양자역학의 신개념들은 인간의 지성으로 이해하고 받아들이기 매우 어려운 혁신적인 개념들이다. 뉴턴 역학을 넘어선 물리학 최고의 천재라 불리는 알버트 아인슈타인은 이러한 개념들을 ‘유령의 세계에서나 있을 수 있는 원격작용(spooky action at a distance)’이라고 말했고, 양자역학의 영웅 리처드 파인만은 어느 누구도 완전히 이해할 수 없는 분야라고 말했다. 그렇지만 이처럼 난해한 신개념들이 21세기에 이르러 이론, 철학의 범주에서 현실의 기술로 변모하고 있는 것 또한 사실이며, 정보통신기술(ICT) 분야에 새로운 패러다임을 제공할 것으로 기대되는 매우 중요한 분야이기도 하다.
과연 양자역학에 대한 이 복잡한 개념적 논쟁의 역사를 일반 대중들이 쉽게 이해하고 받아들일 수 있을까? 스위스 제네바대학의 지생 교수는 이를 다양한 일상의 예제들에 대한 문답 형식을 통해 쉽고 명쾌하게 풀어내고 있다. 수학이나 물리학에 대한 전문지식이 없는 독자들이 받아들일 수 있을 정도이다. 이 또한 새로운 혁신을 이뤄낸 것이라고 생각한다.

CHAPTER 01 에피타이저
CHAPTER 02 국소 및 비국소 상관관계
CHAPTER 03 비국소성과 진정한 우연성
CHAPTER 04 불가능한 양자 복제
CHAPTER 05 양자 얽힘
CHAPTER 06 실험
CHAPTER 07 응용
CHAPTER 08 양자공간이동
CHAPTER 09 자연은 정말로 비국소적인가?
CHAPTER 10 비국소성에 대한 연구 현황