양자역학

양자역학

왜, 양자역학인가?

2024년 현재 세상을 휩쓸고 있는 AI ChatGPT Nvidia의 미래는 양자 컴퓨팅이다.

양자 컴퓨팅!

양자 컴퓨팅을 알기 위해 양자역학은 기본이다.

Nvidia의 CEO 젠슨 황이 코딩 공부보다 생명공학 공부를 하라 했는데, 결국 의학이든 공학이든 과학이든, 미래 인문 사회 정치 경제 종교를 망라해 다가올 미래에 양자역학을 알고 대비하는 것,

양자역학을 일반인 모두가 알아야 할 필요가 있기에 양자역학이다!

양자역학, 쉽지 않다!

,..물리학자인 내게도 어려운 신임 교수의 끈 이론 설명을 들으면서 ‘과연 반세기 동안 풀리지 않은 이 물리학 이론은 언제쯤 풀릴까?’ 하는 생각이 들었다.

회식을 마치고 같이 지하철을 타고 가는데 블랙홀 김 교수가 한마디 건넨다. “그때도 완전하게 몰랐고 지금도 모르는….” 어쨌든 제로 콜라를 좋아하는 신임 교수 홍 교수에게 기대를 걸어보는 걸로.

- 동아일보 2024년 3월 14일자, 이기진 서강대 물리학과 교수

끈 이론만 어려운게 아니다. 양자역학 전공 교수들도 양자역학이 어렵기는 똑같다.

누구나 부딪히는 양자역학 공부의 끝에 양자 중첩(Superposition)과 양자 겹침(Entanglement)이 있다.

양자역학을 시작시킨 아인슈타인 조차 죽을 때까지 절대 인정하지 않았고, 2024년 오늘까지 그 어느 누구도, 그 어느 이론도 설명할 수 없는, 그러나 모든 실험 결과와 이론으로는 사실로 증명된 최고의 미스터리!!!

전자와 같은 소립자를 구슬로 비유해 보자.

구슬 두개가 있다.

이 구슬은 ‘사람이 보는 순간’ 모양이 변한다. 왜 변하냐? 모른다! 다만, 구슬 내부에 파동 함수가 둥글고 네모 모양으로 중첩, 겹쳐져 있다가 구슬 한 개를 보는 순간! 하나로 결정되어 그 중 한 구슬이 둥글면 다른 구슬은 네모 박스로 변한다!!!

구슬 하나가 내 앞에 있고 다른 하나는 100억광년 떨어져 있다.

‘내가 구슬을 보는 순간’ 내 앞에 구슬이 둥글게 변했다!

이와 ‘동시에’ 100억광년 떨어진 곳에 있던 짝 구슬이 사각형으로 변한다!

빛도 100억 광년 걸리는데 어떻게 ‘내가 보는 순간’ 100억광년 떨어진 짝 구슬이 변하나, 이건 말도 안된다!

양자 중첩과 겹침, 둥글고 네모난 특성이 겹쳐 있다가 ‘보는 순간’ 결정된다는 양자 역학을 정면으로 들이 받은,

인류 역사상 최고의 천재 아인슈타인이 ‘말도 안된다’며 주장한 EPR(Einstein Podolsky Rosen: 공동연구 3인 이름) 파라독스다.

누구나 다, 공감이 갈 만한 EPR 파라독스!!!

그러나, 2024년 현재까지 모든 실험은 아인슈타인이 틀렸고 양자역학이 맞다고 알려주고 있다.

노벨물리학 수상자인 미국의 물리학자, 리처드 파인만 (Richard Feynman)은 ‘세상에 양자 역학을 이해하는 사람은 아무도 없다.’는 말과 함께 ‘누군가 양자역학을 이해한다고 생각하면 아마 그 사람은 미치거나 거짓말을 하는 것이다’,

심지어 양자역학을 대표하는 슈뢰딩거 방정식을 완성시킨 슈뢰딩거조차 인정하지 않는 최대의 미스터리,

양자역학 최고 대가 리차드 파인만도 인간의 지혜로는 절대, 이해 불가능 두 손 두 발 다든,

양자중첩(Superposition)과 양자얽힘(Entanglement)

아직도 내가 내 책의 첫 줄을 시작하지 못해 왔던 이유다.

참고. 양자역학, David Griffiths, pp.401-402