[퀀텀코리아 2025] 유튜버 궤도·김상욱 교수가 풀어낸 양자의 세계

[녹색경제신문 = 문슬예 기자] 25일 서울 양재동 aT센터에서 열린 ‘퀀텀코리아 2025’에서 유튜버 궤도와 김상욱 경희대학교 물리학과 교수가 대중강연을 통해 양자역학과 양자컴퓨팅의 세계를 유쾌하고 쉽게 풀어냈다. 이번 ‘차이나는 Q-클래스’에서는 ‘포켓몬스터’부터 구글의 ‘53큐비트 양자컴퓨터’까지 재미와 기술을 넘나드는 양자역학 이야기가 조명됐다.

‘과학커뮤니케이터’로 불리는 유튜버 궤도는 유쾌한 진행으로 강연을 열었다. 그는 양자역학을 ‘에너지의 최소 단위, 아주 작은 세계의 현상’으로 정의하며 고전역학과 비교했다. 

궤도는 “고전역학은 위치와 속도만 알면 버스 도착 시간도 예측할 수 있게 되는 것”이라며 “반면 양자 세계는 포켓몬스터의 피카츄, 심지어 리자몽이 몬스터볼에 들어가듯 이해는 안 되지만 일어나는 현상”이라고 비유했다. 

또한 궤도는 양자역학의 핵심 특성인 중첩, 얽힘, 결맞음(Coherence)을 소개했다. 

그는 “이중슬릿 실험을 통해 빛과 전자가 입자면서 동시에 파동임을 보여줬다”며 ‘중첩’을 설명했고, “장갑 한 짝을 안드로메다로 보내도 이쪽에 남은 게 오른손임을 확인하면 저쪽은 왼손임을 즉시 알게 된다”며 얽힘에 대해 비유했다. 결맞음은 “중첩과 얽힘이 오케스트라처럼 조화를 이루는 상태로 양자컴퓨팅의 기반”이라고 설명했다. 

김상욱 경희대학교 교수는 양자컴퓨터의 잠재력과 한계를 명쾌히 짚었다. 

그는 “고전컴퓨터가 열쇠 100개를 하나씩 자물쇠에 맞춰볼 때, 양자컴퓨터는 자물쇠 하나에 100개 열쇠를 동시에 시도할 수 있다”고 비유했다. 중첩의 특성을 활용하면 고전컴퓨팅과 차원이 다른 방식으로 복잡한 연산이 가능하다는 설명이다. 

또한 김 교수는 지난 2019년 구글이 발표한 53큐비트의 양자컴퓨터가 스마트폰 1000만대가 필요한 연산을 200초 만에 수행할 수 있는 양자 우위의 가능성을 입증했다고 설명했다. 다만, “RSA-2048과 같은 복잡한 암호 연산에 실제로 활용하려면 오류 정정이 필요하고, 이를 위해서는 유효 큐비트 1개당 1000개 이상의 큐비트가 추가로 필요하다”며 현재 기술의 한계를 지적했다. 

한편, 궤도는 닐스 보어의 말을 인용해 “심오한 진리의 반대말은 또 다른 심오한 진리일지도 모른다”며 양자역학이 고전역학 너머의 새로운 진리를 추가하며 과학의 지평을 넓혔다고 설명했다.

김 교수는 “양자컴퓨팅과 같은 첨단 과학 연구는 실패해도 해당 분야 연구를 위해 발전된 정밀 측정 같은 부산물이 인류에 기여할 수 있다”며 양자 기술 연구에 대한 긍정적인 견해를 제시했다.