알라딘 지지..

원래 이 포스팅 제목은 '도서정가제 단상'쯤.. 뭐 이런 거였다.

그런데 이젠 '알라딘 지지'로 제목을 바꾸었다.

한기호 소장의 글 <70여 출판사, 이미 줄줄이 알라딘과 거래 정지 결정>을 본 후에 말이다.

한기호 소장이 출판분야를 위해 고군분투하는 것은 알고 있었고, 그가 쓴 모든 글을 본 것은 아니지만, 대체로 공감을 해왔었다.

하지만, 그가 출판사들에게 알라딘의 응징을 권하는 것을 보고, 말문이 막혔다.

출판사들끼리 담합하여 응징을 하려 한다 해도 한기호 소장은 막아야 할 장본인이라고 생각했기 때문이다.

왜냐하면 알라딘 뒤에는 여전히 책을 보고, 즐기고, 사랑하는 고객이 있다. 동네 서점, 지역 서점을 즐겨 가는 고객이 있듯이, 알라딘에서만 주로 구매하는 고객이 있고, 또 알라딘 자체만의 커뮤니티가 있다.

그런데, 알라딘을 응징하자고? 그래 응징하는 출판사 숫자가 10개에서 70여개로 늘어가니 기분이 좋은가? 좋겠지.

내가 알라딘을 두둔하는 이유는 다른 이유가 아니다.

알라딘은 최소한의 공론으로 만들어 놓았다. yes24의 'YES 블로그' 메인 화면 속 검색창에 '도서정가제'를 치니 역시 관련 글들이 쭈루룩 나온다. 그런데 날짜가 2007년, 2008년 심지어 2004년 2005년이 제일 먼저 뜬다. 이게 무슨 말이냐 하면, yes24 검색 체계가 아주 x신이든지, 아니면 그쪽 커뮤니티는 이런 이야기 자체가 나오지 않는다는 것이다. 또 다른 이유로는 다른 커뮤니티 사람들이 알라딘에 들어와 반대 혹은 찬성에 의견 개진을 했기 때문에 그럴수도 있다. 온라인 서점을 이용하는 고객들은 원래 여러 서점 ID를 가지고 있으니까. 

알라딘 응징의 첫 번째 이유는 크게 소비자를 호도했다는 것이다. 고객들이 바본가? 당연히 다수는 도서정가제 반대하는 것이 당연한 것 아닌가? 그렇다면 2007년 도서정가제 개정할 때, 사람들이 찬성해서 개정한 것인가? 당시 내 관점에서 보면, 도서정가제 이야기가 오가더니 어느 순간 개정되었다는 어렴풋한 느낌만을 가지고 있다. 또 알라딘만의 입장을 이야기했다는 점도 들 수 있겠다. 그들은 출판 생태계라는 거국적인 이야기를 하는것과는 달리 알라딘은 자신의 이야기만 했다는 것. 이게 괘씸하게 작용했었을 것이다.

두번째 이유는 직접 적으로 밝히지는 않았지만, 아마도 알라딘 중고샵 때문이라는 생각도 든다. 중고샵 자체가 없지는 않았지만, 이렇게 대대적으로 그리고 소비자가 피부에 느낄 정도로 편리하게 조성되기는 아마 처음이었으리라. 그래서 알라딘이 눈에 가시겠지. 내가 생각하기에 중고샵에 대한 이 감정을 그대로 알라딘에 퍼부은 꼴밖에 되지 않는다.

이런 단편적인 시각을 가지고 있는 사람들이 요구하는 법은 얼마나 단순할까. 이게 내 의견이다.

알라딘이 초기 그런식으로 입장을 밝힌 것은 출판계는 분명 아쉬워할 일이지, 비분강개할 필요가 있는 일은 아니라고 생각한다. 어떤 이들은 역지사지로 생각해서 작은 출판사나 중소서점 입장에서 생각하라 하지만, 역시나 역지사지로 생각해보면 알라딘은 그들의 의견 표명을 자신의 입장속에서 적절히 표현했다고 생각한다.

나는 오히려 출판계가 이번 도서정가제 관련하여 책을 사랑하는 고객들에게 머리숙여가며 자신들의 의견을 밝혔어야 한다고 생각한다. 지금까지 출판업과 관련하여 발생한 수많은 불법들은 누가 저질렀는가? 바로 출판계 그들 자신이 아닌가. 온라인 서점이 홍보비 대라하면 홍보비 대주고, 자신들의 책 베스트 셀러로 올리기 위해 사재기 하고, 질 낮은 책 찍어내고, 작가와 번역가의 지적노동의 가치를 떨어뜨려 그들의 노동을 쥐어짜고 등등.. 모두 모든이 아닌 일부 출판계가 가담을 하긴 했지만,  여러 곳에서 터진 일부의 비리를 일부라고 할 수 있나, 결국 그들 자신이 한 짓거리이지. 결국 그들이 자정노력을 위해 소비자들에게 단합된 행동을 보인적이 있었나? 최소한 나는 모르겠다. 기억에 없다.

그들은 알라딘을 제재하기 앞서 오픈마켓에 대한 제재를 가했어야 한다. 내가 봤을때 오픈마켓은 굉장히 위험스러운 이벤트를 많이 했었다. 일단 1만에 10권, 1만에 3권.. 뭐 이런 것들 말이지. 도서와 관련하여 오픈마켓은 저그의 스풀이다. 어쨌든 나는 오픈마켓에 대한 제재가 없었다는 것. 그리고 그러한 불량 생태계가 나오도록 방치했다는 점에서 출판계는 이미 망할 징조를 보였다고 생각한다. 알라딘에 대한 보인 단합을 오픈마켓에서 진즉 보였어야 한다.

최소한 출판계는 자신들의 예측실패와 출판 생태계의 무심한 방치 그로인한 출판 네트워크 고갈에 대해 고객들에게 사죄하고 이번 한번만 기회를 달라며 애걸했어야 옳다. 그런데 이것은 뭐, 완전히 뒤바꼈다.

도서정가제에 대한 이야기들이 조용한 것은 의외로 관련 정보가 없기 때문이다. 도서정가제에서 오로지 ‘가격’만을 가지고 얘기한다. 당연히 맞는 말이긴 한데, 가격이야기가 나오고 뒤에 이어서 나와야 할 이야기들이 없다. 가격 다음에 나오는 것이 근거 없는 낙관주의에 대한 이야기 뿐이다. 누구말대로 도서정가제 홍보를 무슨 만병통치약 선전하듯이 한다. 그 뒤에 파생될 결과들에 대한 예측은 없고 그냥 단순한 기대뿐이다.

도서정가제가 되면 출판사들의 재고 처리는 기존과 비교하여 어떤 식으로 되어질 거라든지, 아니면 재고와 관련 출판사들의 위험부담은 얼마나 증가하고 어떤식으로 상쇄시키려는 하는지에 대한 이야기도 없고, 중고책과 엮어진 부분은 어떻게 기대가 되고, 어떤 것은 특별히 신경써야 하는지에 대한 이야기도 없고, 전차책에는 어떤 영향을 미칠 것인지에 대한 이야기도 없고, 좀 더 싼 문고판이 나온다거나 이 문고판의 역할을 전자책이 떠맡을 거라는 것이라는 얘기도 없고, 도서정가제가 안착되면 중소서점은 어떤 식으로 판로를 개척해야 하는지에 대한 이야기도 없고, 중소서점이 가지고 있는 취약성, 그러니까 베스트셀러에 집중할 수 밖에 없는 구조라든지 뭐 암튼 이런 얘기도 없고, 문제집과 참고서에 대한 가격책정에 대한 이야기도 없고 암튼 이런 이야기 하나도 없다. 이런 정보를 조사하기는 했는지, 아니면 조사했지만 공개는 못하는지 이런 얘기도 없다. 설마 이런 얘기가 사람들에게 알릴 필요가 없다는 것은 아니겠지? 사람들이 요즘 관심있어라 하는 시사적인 이슈에 비하면 이것은 세세한 정보는 없고, 그냥 근거 없는 낙관주의 하나로 퉁쳐버린다.

제일 웃긴 것은 '도서정가제'에 대한 정확한 배경에 대한 설명이 전무하다는 것이다.

유럽쪽, 특히 프랑스와 스웨덴이 대표적으로 도서정가제를 시행 한다고 그러는데, 나는 이게 궁금한 것이다. 우리가 하려는 것처럼 10%의 할인은 유예를 둔 것인지, 아니면 어느정도까지 할인을 허용하는지, 이것도 아니면 할인이 정말로 없는 것인지, 또 정말 2~3년 구간의 값을 그대로 제 가격대로 팔고 있는 것인지. 뭐 이런 정보들이 나오지도 않고 그냥 유럽쪽(비영어권)은 도서정가제를 시행하는 선진국가들이 있다는 것으로 퉁쳐버리고.

한기호 소장의 글을 보면, 온라인 서점의 경우 무식한 책팔이처럼 묘사하는 부분도 있다. 그러니까 책문화를 선도하고 개선하기는 커녕 책만 팔려고 한다는 뉘앙스를 풍긴다. 정말 그런가? 만약 온라인 서점이 없어진다면, 이처럼 다양한 책이야기를 어디서 들을 수 있다는 말이지? 물론 한기호 소장의 말에 따르면, 서점 주인, 도서관 사서가 이 기능을 맡을 것이라는데. ㅋㅋ...ㅋㅋㅋㅋ..ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

앞서 말했지만, 이런 것은 온라인 서점을 욕하는 것이 아니라 독자를 무시하는 것이다. 나는 어떤 전문적인 사서보다 독자들의 이야기가 더 좋다. 나 자신도 물론 리뷰나 책 얘기를 많이 하고 있지는 않지만, 그래도 내가 읽은 책들, 나는 과학 서적에 관심이 많으므로 내가 알고 있는 것이라든지, 정보의 소스를 통해 이야기하려고 노력은 한다. 많이 몰라서 그렇지. 생각은 꽤 하고 있다.

특히 소설이나 영화 이런 것들과 과학을 접목시키고도 싶고, 과학 이론 하나가지고 그것이 우리에게 어떤 의미가 있는지도 배워서 짧게나마 글도 쓰고 싶기도 하다. 그런데 동네 서점이나 지역 서점이 마련한 문화 공간을 통해 이야기를 들을 수 있다고? 나는 지역 문화 공간이 필요 없다는 것을 말하고 싶은 것이 아니라, 이런 다양한 얘기들이 온라인 서점의 공간, 그리고 인터넷 공간을 통해 흘러나오며, 이것은 책과는 별도로 또 우리에게 소중한 정보이고 자산인 것이다.

그런데 서점들이 온라인 서점을 압박한다. 공론화 시켰다는 죄로. 물론 그들의 입장에서는 잘못된 정보로 고객들을 호도했다는 것이 크겠지만, 당신들은 얼마나 정보를 풀어놨느냐고...

나는 정말 앞서 10개 출판사 리스트를 알고 싶기도 하고, 한기호 소장은 70여개의 출판사로 확대되었다는데, 그 출판사들의 리스트도 알고 싶다. 

강유원 박사가 일부 대형 출판사들을 비판하고, 또 번역가나 일부 저자를 거론하며 그런 몹쓸 출판사들과 계약 맺는 것을 통탄하던데(물론 이분의 통탄은 욕....), 당시 나는 너무 오버아닌가 하는 생각도 들었다. 물론 강유원 박사의 이런 것을 100% 옳다고 보지는 않지만, 이번 기회로 조금은 이해하게 되었다.

아무튼, 출판사들에게 무서운 것은 책을 안사주는 것도 무섭겠지만, 리뷰나 페이퍼에서 언급하는 것처럼, 관련 출판사 책들을 될 수 있으면 얘기 안하는 것 또한 무서울 것이다(강유원 박사의 경우 좋지 않게 생각하는 출판사에서 괜찮은 책이 나온 경우 어떻게 하냐는 물음에, 몰래 산다고 답했다. 그리고 아무에게도 말안한다고 그랬지.ㅋㅋ). 책은 몰래 보고 재밌어도 리뷰나 페이퍼 쓰지 말자..!!

내가 이 글을 쓴 이유는 도서정가제라기 보다는 알라딘을 응징하자는 것 때문에 그렇다. 나는 '도서정가제' 찬성한다. 그 이유는 '도서정가제'가 되고 난 후, 어떻게 출판관련 사항들이 바뀌는지 알고 싶기 때문이다. 가령 우리 동네 동네 서점이 생길까? 사람들은 책은 많이 사게 될까? 그 반대일까? 아니면 지금 수준일까? 전자책 값은 어떻게 될까? 저질 책들은 사라질까? 뭐 등등 궁금하다. 정말 아름다운 세상이 되는지 궁금. 그래서 찬성한다.

물론 본심은 도서정가제에 너무 매몰되지 않았으면 하는 바람이 있다. 가령 신간은 10% 할인 허용, 구간은 1년 6개월에서 2년으로 늘리고 최대 30%할인까지...아니...인심썼다..25% 할인... 쿠폰은 없애든지 말든지 신경 안쓰고.. 뭐 이런 정도면 나로서는 괜찮다고 생각하는데 왜 이리 완전도서정가제에서 '완전'에 너무나 매몰되는지..

참... 한가지 더... 그런데 서점가면 재밌나요? 서점에서 30분 이상 못있겠던데..길어야 1시간이고.. 그냥 책표지만 보든가..대충 책 페이지 넘기고 마는데... 도서관은 일단 책 등에 적힌 제목 읽어가는 것도 좋다. 뭔 책 읽을까. 고를까 하다보면 1시간도 후딱 지나가고. 도서관좀 어떻게 살려줘요... 책 값 올라서 그나마 삐질 삐질 들어오는 신간, 이젠 한 두 방울씩 들어오겠네... 

ps. 

너무나 잡설이 길었다... 수정은 나중에... 일단 올려놓고... 

2012년 추천 과학책들..

물론... 제가 추천한 책들은 아닙니다. 

먼저 얼마전에 아태이론물리센터에서 선정한 2012 과학서적들이 있죠. 

(소스는 이곳....)

2012 과학서적들의 리스트를 정리 겸해서 올려봅니다.

               

            

다음으로 과학잡지 뉴사이언티스트 New Scientist에서 선정한 2012 올해의 과학서적 입니다.

(출처는 요기 --> http://www.newscientist.com/blogs/culturelab/2012/12/the-top-10-science-books-of-2012.html )

1. Sebastian Seung의 「Connectome」입니다.

2. Caleb Scharf의 「Gravity's Engines」 입니다.  

3. Oliver Sacks의 「Hallucinations」 입니다.

4. Stephen Cave의 「Immortality」 입니다.

5. Aarathi Prasad의 「Like a Virgin」 입니다.

6. Charles Femyhough의 「Pieces of Light」 입니다.

7. George Church 와 Ed Regis의 「Regenesis」 입니다.

8. Dan Ariely의 「The (Honest) Truth About Dishonesty」 입니다.

9. John Coates의 「The Hour Between Dog and Wolf」 입니다.

10. Sean Carroll의 「The Particle at the End of the Universe」 입니다.

이상이네요~~

외국책의 경우 「Connectome」과 「Gravity's Engines」, 「Pieces of Light」 그리고 「The Particle at the End of the Universe」를 읽고 싶네요..~~

커넥톰에 대해서는 2008년쯤 (찾아보니 2008년 1월) 아주 잠깐 이야기를 했었는데.. 관련 교양서적이 서서히 나오기 시작하는군요.

예전에 소설 '그렉 이건'의 「쿼런틴」을 읽는 도중, 기사(WIRED) 하나와 엮어서 잠깐 언급을 했었지요.  

예전 제가 쓴 글을 잠시 가져와보면...

이 학문은 뇌과학(neuro-science)과 네트워크(network)의 만남의 결정체이다. 뇌안의 모든 시냅스를 매핑시켜 회로도와 같은 '다이어그램 'diagram'을 통해 그 기능을 하나 하나 알아본다는 것이다. 이 다이어그램을 'connectome'으로 칭하고 있다. 위에 언급한 소설 『쿼런틴』의 '모드'기능은 뇌안의 시냅스의 자체적 재배선(rewiring)을 통한 강화 기술임을 볼때, 아직까지는 요원하지만 인간의 신경학적 질병의 요소를 파악하는데 좀 더 시간이 단축되어질 것 같다. 기사에서는 자폐나 정신분열증과 같은 쪽에 기여를 할 것으로 내다본다고 나와있다.

...

이 학문의 추구점은 뇌의 여러 신경 배선들의 결합에 의한 뇌기능 연구이다. 곧 이는 소설속에서 시냅스의 재배선에 따른 '모드'사용에 대한 언급으로 봤을때 'connectomics'가 그 토대이지는 않을까 하는 생각이다. 그러니까 '모드'라는 기술을 개발하여 사용하기 위해서는 먼저 뇌의 신경학적 회로에 대한 기능을 알아야 하며, 이를 임의로(물론 의미를 지닌 재배선이다) 경로를 바꿔줌으로써 인체는 그에 맞는 육체적, 정신적 강화 혹은 보완을 보인다는 의미이다. 

...이렇게 쓰여 있군요..^^ (참고로 커넥톰을 다루는 학문이 커넥토믹스(connectomics).. 그러니까 우리말로는 '연결체학'쯤 됩니다...)

여기에서 가장 중요한 것은 '뉴런의 리와이어링(재배열)'이 될듯 싶어요. 잠깐 언급을 했지만 꺼져있는 뉴런에 불을 밝힘으로써 자폐나 정신분열을 미시적 수준에서 다룬다는 것은 그만큼 리스크가 크더라도 인류 과학사에 남을 획기적인 발자취라 생각됩니다. 당시에 이 기사를 읽고나서 한 친구에게 통신주에 관심 끄고 뇌과학쪽 주식을 사서 묻어두라고 얘기했었는데... 물론 20년쯤 묻어둬야한다고도 말을 했었죠.. 

참...「쿼런틴」은 그 후에 조금 읽다가 '앙상블'이 어쩌고 저쩌고 나오면서 내팽겨버렸습니다. 책이 음...어느정도 인내심을 요하는 책이라서요... 기회되면 다시 한번 도서관에서 빌려다가 읽어봐야겠네요.. 찾아보니 품절이더라구요... 

그나저나 올리버 색스는 꾸준히 책을 내놓는군요.. 놀랍...

***** 추가 (2014. 04. 21) *****

알라딘의 '미리보는 인문교양' 코너에서는 작년(2013) 상반기에 나온다고 했었는데.....커넥톰이 번역되어 나왔네요. 

조금 늦게 나왔네요...

대선 후기..

2012년 12월 19일은 나의 평행우주가 새로이 갈라져 나온 날이다.

[웹속에서..] 호빗 그리기..

**의역 난무... (짧은 문장임에도..ㅠㅠ) 

With Peter Jackson’s The Hobbit a week away, the world is in a three-foot-high frenzy. Of course, The Hobbit has been inspiring artists and readers for generations. Artwise, I’ve always had a soft spot for The Hobbit; I love that it lends itself equally well to delightful and weighty interpretations. Below, let’s take a look at how just a few of the unofficial band of “Tolkien artists” have approached Bilbo’s story.

Above, The Battle of Five Armies by Justin Gerard.

피터 잭슨 감독의 The Hobbit 상영을 1주일 앞두고, 세상은 이 3피트 짜리에 관심을 두고 있다. 물론, The Hobbit은 여러 세대에 걸쳐 예술가와 독자를 고무시켜 왔다. 예술적 관점에서 나는 The Hobbit에 부담없는 애정을 가져왔었는데, 사사로운 즐거움속에서도 비중있는 해석을 균형있게 내놓았다는 것이 여간 사랑스럽지 않다. 아래에는, '톨킨 예술가들'의 몇 안되는 비공식적 사단이 어떻게 빌보의 이야기를 담아냈는지 살펴볼 수 있다.

위의 그림은 저스틴 제라드가 그린 다섯 종족간의 전투(The Battle of Five armies)이다.

(** 뭔가해서 찾아보니 다섯 종족이란 고블린, 와르그(늑대)와 이에 대항하는 인간, 엘프, 난쟁이들을 가리킴.)

Alan Lee’s goblin king: this whole post could be full of Lee’s work. He’s truly one of the best of our contemporary painters. You’ll see that I restricted myself to just three throughout the post...

앨런 리의 고블린 왕 : 가능했다면, 이 포스팅을 모두 앨런 리의 작품으로 채우려 했다.  그는 진정 우리와 같이 동시대를 사는 가장 훌륭한 화가중의 한 명이다. 여러분들은 여기에 게시된것 중 단지 세 작품으로만 제한했음을 알고 있으시길...

:: source : http://www.tor.com/blogs/2012/12/picturing-the-hobbit

나머지는 위의 링크된 사이트에 들어가 보시면 됩니다.

귀신이 곡할 노릇...

 얼마전 책들을 훑고 있는데 표지위의 '얽힘'이라는 단어가 눈에 확 들어왔다. 과학책인가 싶어 얼씨구나하며 딸깍 딸깍 딸깍딸깍딸깍딸깍....깔딱깔딱깔딱깔딱깔딱....(사실은 한 번의 딸깍만 ㅡㅡ;) 클릭을 해보았다. 그런데 눈에 들어온 책 제목은 <얽힘의 시대>. 순간 무슨 시대사상을 다루는 사회과학책쯤 되는가보다 생각이 들어-원하는 것이 아니었기에- 실망한채 아래의 책 소개글로 시선을 내렸다. 그런데... 양자 물리학 어쩌구 저쩌구가 쓰여 있어서 다시금 기사회생, 얼씨구 하며  이젠 전자책으로도 혹시 나와있나 싶어 확인해보니 전자책은 역시나 나오지 않은 상태. 아니면 나오지 못한 상태?쯤.. 요즘 전자책을 주로 읽는 상황이라 약간은 아쉬운 마음이 다시금 교차... 어쨌든 그리 길지 않은 시간에 마음이 이리저리 휘둘렸던... 이번 달은 나름 책 구매 때문에 출혈이 있어서 담에 구입하기로...ㅋㅋ.. 담달에 사려고함.....이었지만..결국 오늘 구매....(지금은 배송중...)

이 글 제목이 '귀신이 곡할 노릇'이라고 쓰여 있는데, 왠지 낚시성 같아 제목을 바꿀까 했지만, 그대로 두려 한다. '귀신이 곡할 노릇'을 영어로 바꾸면 "spooky action at a distance"이다. 정말?  ... 물론 아니다. 방금 적은 영어는 아인슈타인이 한 말이다. 그러니까 정확하게는 아인슈타인이 ENTANGLEMENT, 즉 '얽힘'을 두고 한 말이다. '귀신이 곡할 노릇'은 내 나름대로 우리말로 이해하기 쉽게 적은 것이다. 물론 at a distance에 대한 의미까지 포함에서 '귀신이 곡할 노릇'이다. 실제로 관련 과학책에서는 다양하게 표현되어 있다. 본질적인 의미는 같지만 한국어로는 공식적으로 등록되어 있지 않은듯. 한 책에서는 '먼거리 유령 작용'으로 또 다른 책에서는 '원거리 귀신 행동', 어떤 책에서는  '유령 같은 원격 작용'이라고도 표현이 되있다.

얼마전 발표한 2012 노벨 물리학상에 프랑스의 세르주 아로슈와 미국의 데이비드 와인랜드라는 실험물리학자가 각각 수상을 했다. 둘 다 양자물리학의 실험 분야에 세운 공로로 이번 상을 받게 되었다. 특히 데이비드 와인랜드는 이온을 포섭하여 양자계산을 하는 연구를 하고 있는데, 그가 썼던 글이 2008년 8월 과학잡지 <사이언티픽 아메리칸>에 수록되었던 적이 있었다. 그래서 이 잡지사에서는 그의 노벨물리학상 공동 수상을 기념하여 한 달간 전에 수록했던 글을 다시 웹에 재수록(reposting)하여 유료 구독자가 아니어도 무료로 볼 수 있게끔 개방하였다.

그 글의 링크는 '이곳'이다. 한 달간만 열어놓은 상태이므로 복사를 해서 보는게 나을듯 싶다. 개인적으로 번역을 해놓았는데, 영어및 한국어의 독해 및 기술능력이 좋지 않아 유려하게 번역이 되진 않았지만, 원문의 글이 길어 보기 힘드신 분들은 참고용으로 읽어보시길.

<이온으로 양자 계산을>

 지난 수십년간 이룬 기술적 진보는 컴퓨터의 속도와 신뢰성 면에서 극적으로 증가하였다. 현대의 컴퓨터 칩들은 실리콘의 아주 작은 입방인치속에 거의 수십만개나 되는 트랜지스터들로 채워져있다. 앞으로는 이런 컴퓨터 부품들의 크기는 각각 분자 사이즈에 접근해가며 더욱 조그만해질 것이고 이로 인해 분자 수준의 크기 혹은 더 조밀한 수준에서 컴퓨터들은 기본적인 모양새가 다르게 보일지도 모른다. 왜냐하면 이런 컴퓨터들의 작업은 자연 법칙을 원자나 아원자 입자들의 행동을 풀어낸다는 양자역학이 좌우할 것이기 때문이다. 양자컴퓨터의 엄청난 가망성은 아마도 기존의 컴퓨터에서 수행하는 중요한 작업 속도보다 훨씬 빠르게 풀어내는 능력에 있을듯 싶다.

이러한 작업들 중 가장 잘 알려진 것은 두개의 소수의 곱으로 된 큰 수를 인수분해 하는 일이 될듯하다. 두 소수의 곱은 컴퓨터에서는 수백자리의 숫자들일지라도 간단한 작업이겠지만 소수들을 끄집어내기 위한 그 역과정(reverse process)은 정말 어려운 작업이다. 오늘날 그 쓰임새는 온라인 상거래부터 국가 기밀 전송까지 거의 모든 형식의 데이터들을 암호화하는 것에 기반이 되고 있다. 1994년 당시 벨 연구소에 근무했던 Peter Shor는 양자컴퓨터의 이론을 제시했다. 이로 암호코드를 쉽게 깰 수 있음인데 왜냐하면 알려져있는 고전적인 알고리즘의 성능보다도 빠르게 인자들을 기하급수적으로 인수분해하기 때문이다. 역시 벨 연구소의 Lov K. Grover는 1997년에 분류되지 않은 데이터베이스를 엄청난 속도로 탐색할 수 있게 하는 양자컴퓨터의 이론을 발표했다. 그가 말하길 이는 오직 전화번호만 아는 상황에서 전화번호부내의 이름을 찾는 것과 유사하다고 말했다.

사실상, 양자컴퓨터를 만들어내는 것은 쉬운 일이 아니다. 양자비트, 즉 큐비트로 데이터들을 저장하는 원자, 양성자 또는 조립된 미세구조물과 같은 양자 하드웨어는 상반되는 요구조건들을 필수적으로 만족시켜야 한다. 큐비트는 주변환경들로부터 충분히 고립되어져야 한다. 그렇지 않으면 빗겨 흐르는 외부의 상호작용들로(stray external interactions) 양자컴퓨터의 계산이 멈추게 될 것이다. 이러한 파괴적인 과정을 ‘결어긋남(decoherence)’이라 하는데 이는 양자컴퓨터(의 계산 과정)를 붕괴시킨다. 그러나 큐비트들 또한 서로 강한 상호작용을 하여야 한다. 그래야만 궁극적으로 양자컴퓨터의 계산 결과를 보이며 정확히 측정되어진다.

지구 도처에서 과학자들은 양자컴퓨터의 첫 프로토타입을 만들기 위한 몇가지 접근방식을 추진하고 있다. 그들 각자의 연구들은 하나의 대전된 양이온- 원자에서 전하 하나를 잃어버린 것-들을 이용하는 정보 처리에 초점을 맞추고 있다. 과학자들은 짧게 열을 이룬 이온들을 포획해왔는데, 이는 근처의 전극에서 뿜어내는 전기장을 이용하여 진공속에서 이온들을 가두는 것을 의미한다. 그렇게 함으로써 레이저로부터 나오는 입력 신호들을 받아들여 데이터들을 서로 공유할수 있게 된다. 과학자들의 목표는 큐비트의 수를 늘려(scalable) 만든 양자컴퓨터의 개발이다. 다시말해 큐비트들의 수를 수백내지 수천개로 증가시켜도 동작하는 시스템을 가리킨다. 이런 시스템은 특별한 컴퓨터에나 상응할 수 있는 복잡한 처리 작업들을 완수함으로써 양자기술의 전망을 기필코 이뤄내려한다.

- 이온 포획하기

양자역학은 파동에 기반을 둔 이론이다. 피아노 현으로부터 나오는 두 개 내지 그 이상의 소리가 화음으로 어우러질 수 있는 것과 마찬가지로, 서로 다른 양자 상태는 중첩이 가능하다. 예를 들어, 하나의 원자는 두 위치에 동시에 존재하거나 두 가지의 다른 여기 상태가 될 수도 있다. 중첩 상태의 양자 입자들을 측정하면, 기존의 해석으로는 중첩안에서 파동의 상관적 비례에 따른 각기 측정 가능한 확률을 지닌채로, 단 하나의 결과로 그 상태가 붕괴되었다. 양자컴퓨터의 잠재력은 이러한 중첩들로부터 꺼내들 수 있다. 이는 0 또는 1 둘 중의 하나만을 값으로 가질 수 있는 기존의 디지털 비트와는 달리, 하나의 큐비트는 0과 1의 값 모두를 동시에 취할수 있다. 두 개의 큐비트가 있는 하나의 시스템은 동시에 네 가지의 값을 가질 수 있다. 00, 01, 10 그리고 11이 그 값들이다. 일반적으로 N 큐비트를 가지는 양자 컴퓨터는 동시에 2^N개의 수들을 다룬다. 원자 한 개당 1큐비트를 저장시키는 300개의 원자 집단은 우주에 있는 모든 입자들의 수보다도 많은 값들을 가진다.

이렇게 거대한 양자중첩은 일반적으로 얽혀있다(entangled). 이것이 의미하는 바는 각각의 큐비트의 측정값들은 상관관계에 있다는 것이다. 양자 얽힘(quantum entanglement)은 입자들 사이에 보이지 않는 줄로 이어져 있다고 볼 수 있다. 이는 고전 물리학에서는 복제되어 질 수 없다. 아인슈타인은 이렇게 줄로 이어진 것을 가리켜 “귀신이 곡할 노릇(마음대로 붙이면 이렇고, ‘원거리에서의 귀신 짓거리’쯤으로 볼 수 있을 듯. / 옮긴이)”이라 불렀다. 예를 들어 포획된 이온 실험들에서는 각각 전기적으로 공중에 띄운 이온은 마치 미소막대자석처럼 행동을 한다. 1과 0의 큐비트 상태들은 각각 원자 자석의 두가지 가능한 방향으로 대응하는데 말하자면 위up와 아래down로 상응한다고 보면 된다. 레이저로 냉각하면 산란된 양성자에 의해 원자들로부터 운동 에너지가 고갈되는데 덫 안에서 거의 안정화된다. 왜냐하면 그 이온들은 외부와 고립되어 있는 진공실안에 존재하기 때문이다. 그러나 이온들 사이의 전기적 반발은 얽힘을 발생하는 강력한 상호작용을 제공한다. 그리고 머리카락보다 얇은 레이저빔은 개개의 원자들을 목표로 삼을 수 있는데 이는 큐비트들안에 저장된 데이터들을 다루고 측정하는 것을 가능케한다.

지난 몇 년간 과학자들이 수행해 온 것은 이온을 포획하여 양자계산을 하려는 이론을 실험적으로 증명하기 위한 많은 실험들이었다. 연구자들은 8개까지의 큐비트를 사용하여 얽힘 상태를 만들어왔고 이러한 기초적 컴퓨터들로 간단한 알고리즘으로 동작할 수 있다는 것을 보여왔다. 이러한 과정은 더 많은 큐비트들로 접근하여 포획된 이온의 수를 늘릴 수 있다는 것을 수월하게 보여줄 수 있으리라는 생각이 든다.(비록 기술적으로는 매우 고난도이지만). 고전적인 컴퓨터들로부터 주도권을 차지하려는 이러한 노력은 단지 몇 개의 포획된 이온으로만 구성되어지는 양자논리게이트들의 몇가지 형태들을 나열하여 검사는 것(sequencing, 시퀀싱)을 포함하려 한다. 과학자들은 다수의 이온들을 사용하여 각각의 큐비트를 부호화시킴으로써, 고전적인 오류 수정(error-correlation) 기술을 양자의 세계로 적응시킬 수 있었다. 지금의 정보의 잉여-부호화(redundant encoding)는 오류 발생 빈도가 충분히 낮는한, 어느 정도의 오류는 용인한다. 결국, 이온 포획 양자 컴퓨터를 유용하게 사용하려면 미세한 칩들 위에서 복잡하게 나열된 전극안에 잡힌 적어도 수천개의 이온들의 조작과 저장이 필요하게 될 것이다.

모든 가능한 계산을 수행하는 범용적인 양자컴퓨터를 만드는데 있어서 첫 번째로 요구되어지는 것은 메모리의 신뢰성이다. 만약 우리가 동시에 이온의 자성의 방향이 up과 down으로 향하게 하여, 1큐비트를 0과 1의 중첩상태로 만든다면 데이터가 처리되어지는 중이거나 완료되어 측정되어질때까지 꾸준히 그 상태를 유지해야만 한다. 연구자들은 전자기장의 덫에 붙잡혀있는 이온들은 결맞음 시간으로 알려져 있는 중첩 생존시간이 10분을 넘게 되어 아주 좋은 큐비트 메모리 레지스터로 동작할 수 있음을 오래전부터 알고 있었다. 이런 상대적으로 긴 생존시간들은 하나의 이온과 그것의 주위 환경들간의 지극히 약한 상호작용의 결과이다.

두 번째 필수 요소는 한 개의 큐비트를 조작하는 능력이다. 만약 큐비트들이 포획된 이온들의 자성 방향에 기초를 둔다면 연구자들은 특정한 시간에만 적용한 자기장의 진동을 이용할 수 있게 되어 (0에서 1로 상태를 바꾸거나 그 반대로 바꾸는) 큐비트 스위치를 만들거나 중첩상태에 둘 수 있다. 포획된 이온들 사이가 아주 작은 거리(전형적인 거리는 수백만분의 1미터)로 주어졌다면, 개개의 이온을 그 진동하는 장(자기장)에 배치하는 일은 어려워진다. 그렇지만 이는 중요한 일이다. 왜냐하면 연구자들은 종종 상대 큐비트 방향의 변화없이 하나의 큐비트 방향을 바꾸는 것을 종종 원하게 될 것이기 때문이다. 그러나 연구자들은 이 문제를 특별히 관심가는 큐비트(혹은 큐비트들)에 레이저빔을 쏘아줌으로써 해결할 것이다.

세 번째로 기본적으로 필수적인 사항은 적어도 큐비트들간의 한 가지 논리게이트를 디바이스화(장치화)하는 능력이다. 그것은 기존 처리장치의 단위인 AND 게이트나 OR 게이트와 같이 고전적인 게이트들과 같은 형태를 취할 수 있다. 하지만 큐비트들만의 진기한 중첩상태에서도 또한 동작이 가능해야만 한다. 두 개의 큐비트 논리 게이트들에 있어서 선호되는 것은 CNOT 게이트(controlled-not gate ; 제어 NOT 게이트)이다. 인풋 큐비트 A, B가 있을 때, A는 제어비트(control bit)라 하자. 만약 A의 값이 0이면, CNOT 게이트는 B의 값을 바꾸지 않는다. 반대로 A가 1이면, CNOT 게이트는 B의 값0에서 1로 뒤집는다. 반대인 경우도 마찬가지이다. 이 게이트는 그래서 contional logic gate(조건부 논리게이트/옮긴이)라고도 하는데, 그 이유는 인풋 B의 값이 바뀌든 그대로 유지하든 인풋 A의 값에 따르기 때문이다.

두 개의 이온 큐비트를 조건부 논리게이트로 만들기 위해서는 그것들을 결합해줘야 한다. 즉 서로 소통하게끔 해줘야 하는데 왜냐하면 두 큐비트는 양으로 대전되어져있기 때문이다. 이 큐비트들의 움직임은 mutual coulomb repulsion(쿨롱 상호간 반발-척력-)으로 알려진 현상을 통해 전기적으로 강한 결합에 의해 통제된다. 1995년 오스트리아의 인스부르크 대학의 Juan Ignacio Cirac과 Peter Zoller는 두 개의 이온 큐비트의 내부 상태들을 간접적으로 결합시키기 위해 쿨롱 상호작용을 이용하자고 제안하였다. 그리고 CNOT 게이트를 실현하였다. 그들이 구현한 게이트에 대한 설명을 몇가지로 요약해본다.

먼저 대접안에 두 개의 구슬이 있다고 생각해보자. 이 구슬들은 대전되어있고 서로 반발한다고 가정하자. 두 구슬은 대접의 바닥에 안착하고파 하지만 쿨롱 척력은 그들을 서로 반대편 경사면에 올려 정지시킨다. 이런 상태에서 구슬들은 직렬로 움직이려한다. 가령, 대접안의 구슬들은 떨어진 간격을 유지하며 정렬된 방향을 따라 앞뒤로 흔들린다. 이온 덫에서 한 짝의 큐비트들은 마치 스프링에 연결된 두 개의 진자가 앞뒤로 가볍게 흔들리듯 공통적으로 이런 움직임을 보인다. 연구자들은 덫에 있는 원래의 진동 주파수에 변조된 레이저빔에서 나오는 광자압(photon pressure)을 적용하여 똑같은 움직임을 만들어낼 수 있다.

더욱 중요한 것은 레이저빔은 이온의 자성의 방향이 UP인 경우에만 이온에 영향을 줄 수 있는데, 이는 여기에서 말하는 큐비트의 값이 1인 경우에 해당한다. 게다가 이러한 미소막대자석은 공간에서 진동하는 동안 자성의 방향이 회전한다. 그리고 이런 총회전량은 하나의 이온이든 두 개의 이온이든 1의 상태에서만 따른다. 과학자들이 특정한 레이저 강도를 조심스럽게 설정한 시간동안 이온들에 적용시키면 CNOT 게이트를 만들 수 있다는 것이 최종 결과이다. 큐비트들이 중첩상태에서 초기화되어지면, 이 게이트는 이온들을 얽히게 하며, 많은 이온들 사이에서 독단적인 양자계산을 수행을 위한 기본적인 연산이 가능하게 된다.

몇 군데의 연구속에 속한 연구자들은 CNOT 게이트들의 동작을 시연해왔다. 물론 어떤 게이트들도 완벽하게 동작한 것은 없다. 왜냐하면 이 게이트들은 레이저 강도의 변동과 전기장 주위의 노이즈 등의 이유로 제한받기 때문이다. 이런 것들은 레이저로 여기된 이온의 움직임이 가져야 하는 원래의 상태를 손상시킨다.

현재, 연구자들은 하나의 2큐비트 게이트를 만들어낼 수 있다. 이 게이트는 99%를 조금 상회하는 ‘충실도’를 가지고 작용한다. 이 의미는 게이트가 오류를 가지고 동작할 확률이 1% 미만이라는 뜻이다. 하지만 양자 컴퓨터가 유용하게 쓰이려면 완벽한 동작을 위해서 오류 보정 기술에 대해 약 99.99%의 충실도가 필요할 듯 하다. 덫으로 포획한 이온을 연구하는 모든 그룹들의 주요 과제 중 한가지는 백그라운드에 나타나는 노이즈를 충분히 감소시키는 것이다. 그런데 비록 이러한 노력이 주춤거릴지라도, 성취 방식에 있어서 근본적인 대책은 없다.

- 이온 고속도로

하지만 연구자들은 정말로 포획된 이온으로부터 본격적인 양자 컴퓨터를 만들 수 있을까? 불행히도 약 20큐비트들 이상의 더 길어진 이온의 행렬(strings)을 조작하는 것은 거의 불가능할 것으로 보인다. 왜냐하면 더 많은 이온이 모일수록 공통적인 움직임들의 집단 모드는 서로에게 간섭을 줄 것으로 보이기 때문이다. 그래서 과학자들은 양자 하드웨어를 다루기 쉬운 청크들(chunks : 여기에선 이온 덩어리들)로 나누려는 아이디어를 연구하기 시작했다. 이는 짧게 줄지은 이온들을 통해 양자컴퓨터의 칩위에서 이곳 저곳을 왕복하며 계산을 수행한다는 아이디어이다. 전기적 힘들은 이온들의 내부 상태의 혼란 없이 이온의 행렬을 이동시킬 수 있다. 따라서 이온들이 운반하는 데이터들은 보존된다. 그리고 연구자들은 데이터를 전송하고 많은 수의 논리게이트의 동작이 요구하는 작업 처리를 수행하기 위해 하나의 이온 행렬과 다른 행렬을 얽히게 할 수 있다. 최종 구조는 우리에게 익숙한 디지털 카메라에서 쓰이는 전하결합소자(CCD)와 닮을 것이다. CCD는 커패시터(축전기 or 콘덴서) 전역으로 전하를 움직이게 하는데 마찬가지로 양자칩은 격자를 이루는 선형 덫을 통해 이온 하나하나를 열(strings)들로 맞추어 넣을 수 있다.

NIST에서 수행하는 포획 이온을 가지고 수행하는 많은 실험들은 멀티존 선형 덫을 통해 왕복하는 이온들을 사용하였다. 그러나 이러한 아이디어를 확장한 더 큰 시스템은 어떤 방향으로든 이온을 이끌어내는 멀티 전극을 가진 보다 정교한 구조가 필요할 것이다. 이 전극들은 이온-셔틀링(왕복) 과정을 정확하게 조정하고 제어하기 위해 수십에서 수백만분의 1m 정도로 작아야한다. 다행히 포획 이온을 이용한 양자 컴퓨터의 개발자들은 이미 기존의 컴퓨터 칩 개발에 쓰이는 MEMS(미소전극시스템)나 반도체 기판 인쇄술과 같은 미세직조기술(microfabrication techniques)을 이용할 수 있다.

작년에만 몇몇 연구 그룹들은 첫 번째로 완전히 갖추어진 이온 덫을 실연하였다. 미시건 대학과 매릴랜드 대학의 과학자들은 그들의 양자칩을 위해 갈륨 비화물 반도체 구조를 사용하였다. NIST의 연구자들은 새로운 이온-덫 기하학을 개발하였는데 이는 칩의 표면위를 이온을 흐르게 하는 것이다. 알카텔-루센트의 그룹들과 산디아 대학 실험실들에서는 실리콘칩 위에 이온 트랩을 성장시키는 방법을 발견했다. 수많은 작업이 이러한 칩의 덫들위에서 변함없이 완수되는지 지켜봐야한다. 칩의 표면 근처에서 방출되는 원자 노이즈는 액화질소나 액화헬륨으로 감소될것으로 보인다. 그리고 연구자들은 입자들의 열방출을 피하고 입자들의 위치가 방해되지 않게 칩을 가로지르는 이온들의 움직임을 안무를 짜듯이 정교하게 구성해야 한다. 예를 들어, T접합에서의 단순한 코너 주위를 왕복하는 이온들은 전기장에서의 세심한 싱크로나이제이션(동기화)이 요구된다.

- 광자 연결

한편에서 다른 과학자들이 포획된 이온으로부터 양자컴퓨터를 만들기위한 대안을 추구하고 있지만, 이러한 접근은 이온들의 움직임을 조정하는데 몇가지 어려움을 회피해야만 한다. 진동하는 이온의 움직임을 통한 이온결합 대신, 이들 연구자들은 큐비트들을 잇기 위해 광자를 사용한다. 이러한 아이디어의 뼈대는 2001년 미시건 대학의 Cirac과 Zoller 그리고 이들 동료인 Luming Duan과 하버드 대학의 Mikhail Lukin이 그려냈다. 광자들은 각 포획된 이온들로부터 방출되는데 가령 편광이나 색깔과 같은 광자들의 특성은 그 내부 상태와 얽히게 된다. 여기에서 내부 상태란 이온 방출체의 자기적 큐비트 상태이다. 그 후, 광자는 광섬유를 통해 빔 스플리터(광선 분할장치)로 이동한다. 이 장치는 하나의 광선을 두 개로 나누는 전형적인 장치이다. 그러나 이때 설정에서는 빔 스플리터는 역으로 동작하는데, 만약 광자들이 편광과 색깔이 서로 같은 경우라면 광자들은 반대쪽에서 이 장치로 접근한다. 그러면 서로 간섭을 하게 되고 같은 경로를 통해서만 합쳐지게 된다. 하지만 만약 광자들이 편광이나 색깔이 다른 경우라면-이때에는 물론 포획된 이온들의 큐비트의 상태들은 다른 상태를 가리키게 된다-, 광자들은 분리된 경로를 따라 한 짝의 검출기로 들어갈 수 있다. 여기에서 중요한 점은 광자가 검출된 후, 어느 이온이 어느 광자를 방출하였는지 말한다는 것은 불가능하다. 그리고 이러한 양자 현상은 이온들 사이의 얽힘을 만들어낸다.

그러나 방출된 광자들은 매번 시도때마다 성공적으로 모이거나 검출되지는 않는다. 즉, 이 순간의 대다수의 광자들은 잃게되고, 이온들은 엃히지 않게 된다. 하지만 이러한 오류를 복구하기 위한 가능성은 여전히 존재한다. 이러한 오류의 복구는 검출기상에서 동시적으로 수가 카운트된 광자를 단순히 기다리거나 이러한 처리를 반복적으로 하면 된다. 이러한 현상이 일단 한번 일어나면 마치 이온들이 넓게 흩어지는 것처럼 보이면서, CNOT 논리게이트가 설정되고, 큐비트들중 하나를 조작하면 다른 큐비트들에 영향을 끼치게 될 것이다.

미시건 대학과 매릴랜드 대학의 과학자들은 방출된 광자의 간섭을 이용하여 약 1m 떨어진 거리에서 두 개의 포획된 이온 큐비트들을 성공적으로 얽히게 하였다. 이런 실험들에서 주된 방해물은 얽힘이 발생하는 비율이 낮다는데 있다. 광섬유에 이 광자들을 하나씩 포획할 수 있는 가능성은 너무도 작아서 이온들은 1분에 몇 차례뿐이 얽히지 않는다. 이러한 비율은 소위 광학상의 공동(optical cavity)이라 불리는 반사율이 아주 높은 거울들을 사용하여 각 이온을 둘러싸 극적으로 증가되었다. 하지만 이런 향상은 실험을 성공시키기에는 현재로서는 매우 어렵다. 그럼에도 불구하고 마침내 간섭이 발생하는 경우, 연구자들은 양자정보처리를 위해 이런 시스템을 여전히 사용할 수 있다. (이런 과정은 새집에 케이블 TV를 설치하는 것과 유사하다. 비록 시스템을 설치하기 위해 서비스 제공업자에게 많은 전화를 해야 하지만, 결국 케이블은 연결되고, 우리는 TV를 볼 수 있다.)

게다가 연구자들은 광섬유에 의해 추가적으로 이온 방사체(emitter)들을 연결시키고 얽힌 링크의 수가 더 늘어날때까지 이 과정을 반복함으로써 많은 수의 큐비트들로 양자 게이트 연산을 확장시킬 수 있다. 또한 얼마간 떨어져 있거나 심지어 지구적 크기로 떨어져 있는 포획된 이온들의 몇 개의 작은 무리를 연결하기 위해 광자 결합과 이전부터 논의했던 이온 진동의 결합 이 두가지 방식을 이용하면 확장된 양자 게이트 연산은 가능할 것이다. 이 아이디어 배경에는 “양자 중계기(quantum repeater)"가 있다. 양자 중계기는 수백킬로미터를 이동하는 동안 큐비트를 유지하기 위해, 작은 양자 컴퓨터들을 단속적인 거리(at periodic distance)를 두고 네트워크로 연결하는 장치이다. 이러한 시스템이 없다면 데이터는 영원히 소실될 것이다.

- 양자의 미래

과학자들은 양자 컴퓨텅의 설계와는 여전히 멀리 떨어져 있다. 매우 거대한 수를 인수분해하는 것과 같은 이러한 도전은 기존의 기계들이 걸림돌이 되어 과학자들의 기세를 한풀 꺾는다. 그러나 양자 정보 처리의 몇가지 주안점들은 이미 현실에서 효용적인 발견이 이루어 지고 있다. 예를 들어, 몇가지 간단한 논리 연산은 두 개의 큐비트 게이트들이 필요한데, 이 게이트들은 원자의 클럭을 받아 동작한다. 즉 게이트들은 원자들이 전이를 일으켜 양자 상태가 변화될 때 방출되는 복사 주파수를 바탕으로 시간을 유지한다. 연구자들은 여기된 원자들에 의해 방출된 빛을 분석하는 분광법으로 측정치의 감도를 증가시켜 포획된 이온들을 얽히게 하기 위해 그 기술들을 적용할 수 있다.

양자 정보 과학이라는 분야는 계산 법칙이 극적으로 변하게 될 것이라고 전망한다. 포획된 이온들의 집단은 실험의 최전선에 있다. 왜냐하면 이 집단들은 대부분의 다른 물리적 시스템과는 현재 전혀 맞질 않는 환경과 고립시키는 수준의 기술이 필요하기 때문이다. 동시에, 레이저를 이용함으로써 연구자들은 몇 개 안되는 이온을 이용, 장치화하여 얽힌 양자 중첩상태를 쉽게 측정하는 채비를 갖출 수 있다. 앞으로는 더욱 많은 수의 큐비트들을 가지고 실험할 수 있는 길을 닦아 놓을 수 있는 포획된 이온칩이라는 새로운 세대를 기대해본다. 그때가 되면 과학자들은 일단 불가능하다고 판단되는 헤라클레스의 임무(Herculean task)를 다룰수 있는 양자 기계를 만든다는 꿈을 마침내 실현시킬수 있을런지도 모르겠다.

읽어봐도 이해가 쉽지 않다. 그 이유는 원문의 내용이 너무 간결하게 설명되어 있기 때문이다. 그림도 없어서 머리속에서 구체화히기가 쉽지 않다. 그림은 따로 링크가 되어 있음. 나중에야 확인.. 어쨌든 좀 더 설명을 해본다. 나름 설명은 하겠지만 교양서 몇 권 읽은 개인적으로도 그냥 일반인 수준이라 도움이 될지 안될지는 모르겠다. 

얽힘

양자분야에서 종종 이야기하는 하나의 예시가 있다. 1과 0이 적힌 종이를 접어 두 사람에게 맡긴다. 두 사람은 자신이 가지고 있는 종이에 뭐가 적혀있는지는 모르지만 어쨌든 1아니면 0이 적혀있다는 사실은 인지하고 있다. 이 두 사람은 각기 우주선에 올라타 서로 반대방향을 향해 동시에 1광년을 여행한다. 그리고 지구를 기준으로 똑같이 떨어진 거리에서 이제 자신이 들고 있는 종이를 펼친다. A라는 사람이 펼치자 0이라는 숫자가 쓰여있었다면고 한다면, A라는 사람은 B라는 사람과 연락 없이 B라는 사람의 종이에 1이라는 숫자가 적혀 있다는 것을 안다. 일단 그들의 거리는 2광년이 떨어져 있으므로 아무리 빨라도 2광년이 지나야 알 수 있겠지만, 그 떨어진 거리가 무색하리만치 바로 즉석에서 상대의 정보를 알아버린다. 굉장히 초딩같은 생각이지만, 그래서 아인슈타인도 이런 아이디어를 향해 일갈을 외친다. "Spooky action at a distance!!"라고 말이다.

우리도 어이없다고 생각이 들지만 이게 위 기고문에서 언급한 CNOT 논리 게이트의 기본적 사항이다. 1아니면 0. 이것이 바로 데이터를 플립(스위치)한다는 아이디어이다. 전자회로에서 NOT게이트는 인풋을 뒤집어 아웃풋으로 내놓는데, 이 아이디어가 양자 세계에서는 얽힘(entanglement)으로 동작하는 것이다. 즉, A와 B라는 사람이 들고간 종이 속 1과 0은 각각 얽혀져 있고, 1과 0이라는 상태는 두개의 상태가 아니라 하나의 상태인 것이다. 물론 방금 얘기한 이야기는 사실 얽힘과는 무관하지만 그래도 관측가능하지 않은 조건에서 그 상태를 알 수 있다는 의미에서 적어보았다. 다시한번 말하지만 '얽힘은 원격작용과는 무관하다.' --> 내 이야기가 아니라 '세스 로이드'의 말이다..

그렇다면 '얽힘'이란 무엇인가. 어떠한 데이터의 교환이나 전달이라는 것이 아니라, 단순히 상관관계를 말하는 것이다. 얽힘, 즉 상관관계로 묶어진 경우에만 양자의 고유의 특성이 일어나고 다른 입자의 패턴을 알 수 있다는 것이다. 이런 상관관계의 유지를 얽힘이라 하는 것이다.

메모리

 니콜라스 케이지 주연의 2007년작 영화 <넥스트>가 떠오른다. 주인공인 니콜라스 케이지는 2분 후의 미래를 미리 볼 수 있는 특별한 능력의 소유자이다. 상세한 영화 줄거리는 기억 나지 않지만, 이 영화에서 흥미로운 부분이 있다. 그가 영화 종반부쯤에서 복잡하게 얽힌 공장인가 창고를 빠져나오려하는데, 시간은 얼마 없고, 미로 같은 길들이 얽혀 있다. 그래서 그는 빠져나오다 말고 잠시 멈추어서 2분간의 미래를 투시한다. 투시한 영상에는 그가 빠져나갈수 있는 가능성 있는 경로들을 동시에 훑고 가는 영상이 그려지는데, 니콜라스 케이지의 몸에서 분신들이 빠져나와 그 경로를 하나씩 경험한다. 결국 대다수의 분신들은 시간안에 빠져나오지 못해 공장(혹은 창고)의 폭발로 실패하고 오직 하나의 분신만이 하나의 경로를 통해 미로같은 길을 찾아 무사히 빠져나간다. 니콜라스 케이지는 당연히 살아남은 분신이 채택했던 유일한 경로를 통해 그 공장을 무사히 빠져나올 수 있었다. 

그렇다면 양자컴퓨터와 영화 <넥스트>에는 어떤 공통점이 있을까? 바로 컴퓨팅의 과정이다. 고전적인 세계에서는 일단 계산을 위해 진행했던 과정은 결과값이 나오면 지워진다. 오직 결과값만을 메모리에 지정한다. 가령 2+3이라는 물음에 우리는 '5'라고 대답을 하면, 더 이상 2+3은 필요가 없다는 의미이다. 오직 5라는 값만 필요하다. 하지만 양자계산에서는 오히려 그 역이 중요하다. 다시말해, 니콜라스 케이지가 미로를 빠져나오기 위해 동시에 진행했던 시뮬레이션을 했던 그 과정들 모두를 기억하는 것이 중요하다. 이것은 곧 양자 영역에서의 과정이자 결과이기도 하다.어쨌든 양자계산은 바로 가역적이 되어야 한다. 그리고 고전적인 영역으로 넘어와서 그 경로중 하나만을 채택하는 것이다. 

결국, 모든 경로를 동시에 계산하고 그 계산의 양자값들을 저장시키는 메모리가 중요하다. 단순히 메모리의 용량이 중요한 것이 아니라, 양자 계산은 양자 영역에서 진행되므로, 고전적인 세계의 노이즈가 섞여 들어와 계산 과정을 붕괴시키는 재앙이 일어나서는 안된다. 이게 바로 메모리의 신뢰성이다. 앞의 기고문에서도 범용적인 양자컴퓨터를 만드는데 제일 먼저 필요한 것이 메모리의 신뢰성이라 하였다. 그 기고문에서는 '결맞음 시간 또는 중첩의 생존시간'이라고 언급을 하였는데, 이런 중첩의 상태를 유지하는 것을 결맞음(coherence)이라 하고 고전적인 세계로 진입하여 딱 하나의 값만을 살려 두고 나머지 것들은 붕괴 되어버리는 것을 '결엇갈림 혹은 결잃음(decoherence)'이라 한다. 결국 양자계산 또한 그 바운더리(경계) 문제가 어렵다는 것을 알 수 있다. 계산의 결과를 기다리는 우리는 고전적인 세계에 있고, 계산 과정은 양자 세계에 있는데, 그 경계에서 대부분의 양자 오류가 나온다.

어쨌든 이런 과정을 추적해가는 양자 계산은 암호키 뿐만 아니라 여행자 문제와 같은 꽤 어려운 문제를 해결할 수 있는 해법이라 할 수 있다.

CNOT 논리 게이트

고전적인 컴퓨터는 결국 논리게이트들의 집합이다. 한마디로 엄청나게 많은 수의 스위치들이 모여 있는 것과 같다. 스위치의 동작은 딱 두가지이다. 켜다와 끄다이다. 앞서 2광년 떨어진 두 사람 A와 B에서도 보시다시피 결국 이진수의 정보만을 들고 갔다. 결국 디지털 세계에서는 컴퓨터의 가장 기본이 되는 블록은 NOT 게이트이다. 물론 NOT 게이트만으로는 다른 게이트들을 만들 수 없고, 이때 필요한 만능 게이트는 NAND게이트이긴 하지만 말이다. 

앞서 양자계산은 가역적이어야 한다고 말했는데, 이것이 바로 NOT게이트가 할 수 있는 최소한의 일이다. 과정을 통해 계산의 결과가 나오는데, 가역성이 추가되면 앞서 했던 계산의 결과로 과정을 유추할 수 있다. NOT게이트는 바로 이 가역성을 보여준다. 값이 1이면 그 전의 상태는 바로 0이라는 것을 알 수 있고, 반대의 경우도 마찬가지이다. 따라서 양자 계산에서 고전적인 NOT게이트를 개량시킨 CNOT게이트가 필요하다고 해서 놀랄일은 아니다. 앞에 붙은 C는 컨트롤의 약자인데 단순히 '제어'라고 말하면 될 듯 하다. 그러니까 '제어 NOT 논리 게이트'가 되겠다. 이 컨트롤 비트는 제어 신호로서 NOT 작용을 끄거나 켜는 일을 한다. 물론 전체적으로는 얽힘도 만들어 낼 수 있고, 반대로 풀 수도 있다.

맺으며..

기회가 된다면 CNOT 논리 게이트의 동작 방식을 더 기술하고 싶지만, 과학 교양서적 몇 권을 각각 1번씩만 읽은 정도 뿐이 아니라, 더 자세한 점을 기술하려면 시간이 들어갈 듯하다. 그래서 책을 몇 권 소개하고자 한다. 물론... 예전에도 소개했던 책들이다. 그만큼 나로서도 이쪽에 관해서는 특별히 추가적으로 읽은 것이 없다는 얘기도 된다. 그리고 위의 기고문 후반부의 광자를 이용한 하드웨어적인 내용 또한 책에서도 간결히 소개는 되어있지만, 반복적으로 보지 않는 한 이해가 쉽지는 않겠다. 하지만 기회가 된다면, 다른 식으로라도 조금씩 내용을 올려놓고는 싶다.

PS.

- 위의 번역은 직역, 의역, 오역이 있음을 다시 알려드립니다. 혹시 위의 번역한 것이 이상하거나 원문과 다른 번역이라면 댓글창을 통해서 그 내용을 올려주셨으면 합니다.