AI가 현재라면, 양자컴퓨터는 미래다!
“큐비트라는 재료를 준비하고, 양자 게이트로 조리하면, 양자컴퓨터라는 한 접시가 완성된다.”
큐비트와 양자 알고리즘, 양자얽힘으로 완성하는 미래 기술 레시피

* 한국양자정보학회 추천 도서
* “양자컴퓨터 분야 최고의 현역 전문가가 쓴 최고의 책”
-김상욱 교수, 이동헌 한국양자정보학회장, 한상욱 KIST 양자활용연구거점사업단장 등 강력 추천!

구글, IBM, 마이크로소프트, 아마존은 왜 양자컴퓨터 개발에 수십조 원을 쏟아붓고 있을까? 생성형 AI 열풍이 한창인 지금, 글로벌 빅테크와 각국 정부는 이미 ‘포스트 AI 시대’를 이끌 차세대 기술 확보 경쟁에 뛰어들었다. 그 중심에 있는 기술이 바로 양자컴퓨터다. 신약 개발과 신소재 연구, 금융, 물류, 인공지능 등 미래 산업의 판도를 바꿀 핵심 기술로 주목받고 있지만, 큐비트와 양자중첩, 양자얽힘 같은 낯선 개념은 여전히 일반 독자들에게 높은 장벽으로 남아 있다.

양자컴퓨터 분야를 대표하는 전문가인 김용수 KIST 양자기술연구단장, 최태영 이화여대 물리학과 교수, 김요셉 고려대 물리학과 교수는 이러한 장벽을 낮추고 양자 기술을 누구나 이해할 수 있는 언어로 풀어내기 위해 뜻을 모아 『양자컴퓨터 레시피』를 펴냈다. 이 책은 복잡한 수식 대신 ‘요리 레시피’라는 친숙한 비유를 통해 양자컴퓨터의 원리를 쉽고 흥미롭게 설명한다. 큐비트라는 재료를 준비하고, 양자 게이트로 조리해 양자컴퓨터라는 한 접시를 완성하는 과정에 빗대어 독자들이 자연스럽게 핵심 개념을 이해하도록 돕는다. 양자역학을 처음 접하는 독자도 부담 없이 읽을 수 있도록 구성하면서도 최신 기술의 흐름까지 놓치지 않았다.

이 책의 가장 큰 강점은 ‘쉽지만 결코 가볍지 않다’는 점이다. 실제 연구와 교육 현장에서 활동하는 전문가들이 직접 집필해 양자의 기본 개념은 물론, 초전도, 이온트랩, 중성원자, 광자 양자컴퓨터 등 세계가 경쟁 중인 다양한 플랫폼과 최신 연구 성과를 알기 쉽게 풀어냈다. 또한 NISQ 시대의 하이브리드 알고리즘, 모듈형 양자컴퓨터, 양자 오류 정정 등 양자 기술의 현재와 미래를 한눈에 조망할 수 있도록 했다.

김상욱 교수, 이동헌 한국양자정보학회장, 한상욱 KIST 양자활용연구거점사업단장 등 양자과학계 권위자들이 이 책을 추천했다. 중학생부터 일반 독자, 학부모와 교사, 인공지능 시대의 미래 기술을 이해하고 싶은 모든 이를 위한 입문서다. 양자컴퓨터를 둘러싼 과장된 기대와 현실의 기술 수준을 균형 있게 짚어주며, 독자들로 하여금 쏟아지는 뉴스를 비판적으로 읽고 미래 기술을 이해할 수 있는 안목을 길러준다.

“AI가 현재의 세상을 바꾸고 있다면,
양자컴퓨터는 미래를 바꿀 기술이다.”

양자의 재료로 미래를 요리하다!
복잡한 공식 대신 레시피로 배우는 가장 쉬운 양자 이야기

생성형 AI가 우리 일상을 바꾸고 있는 지금, 세계는 이미 그다음 기술 혁명을 준비하고 있다. 구글, IBM, 마이크로소프트, 아마존 등 글로벌 빅테크 기업은 물론 각국 정부가 막대한 투자를 쏟아붓고 있는 분야가 바로 양자컴퓨터다. 양자컴퓨터는 단순히 더 빠른 컴퓨터가 아니다. 기존 컴퓨터로는 사실상 해결하기 어려운 문제에 도전하는 새로운 계산 패러다임이자, 미래 산업의 판도를 바꿀 핵심 기술로 주목받고 있다.

신약 개발과 신소재 설계, 기후 변화 예측, 금융 모델링, 인공지능 최적화, 물류와 교통 문제 해결까지, 인류가 직면한 복잡한 문제 가운데 상당수는 현재의 컴퓨터만으로는 계산량의 한계에 부딪힌다. 양자컴퓨터는 양자중첩과 양자얽힘이라는 독특한 원리를 바탕으로 이러한 문제를 새로운 방식으로 해결할 가능성을 보여주고 있다. 그래서 많은 전문가는 “AI가 현재를 변화시키고 있다면, 양자컴퓨터는 미래를 바꿀 기술”이라고 말한다.

하지만 큐비트, 양자중첩, 양자얽힘, 양자 게이트, 양자 알고리즘, 오류 정정 같은 낯선 용어는 일반 독자들에게 높은 장벽으로 다가온다. 언론에서는 연일 ‘수천 큐비트 돌파’, ‘양자 우위 달성’, ‘양자 혁명’ 같은 소식이 쏟아지지만, 그 의미를 정확히 이해하기란 쉽지 않다. 양자컴퓨터에 대한 관심은 높아졌지만, 정작 쉽게 이해할 수 있는 책은 많지 않다.

양자컴퓨터 분야를 대표하는 현역 전문가인 김용수 KIST 양자기술연구단장, 최태영 이화여대 물리학과 교수, 김요셉 고려대 물리학과 교수는 양자 기술의 장벽을 낮추고, 이를 더 쉽고 친숙한 언어로 대중에게 소개하고자 뜻을 모아 한 권의 책으로 엮었다. 『양자컴퓨터 레시피』는 양자컴퓨터를 하나의 요리 과정에 비유해, 어렵고 복잡하게만 느껴졌던 과학 기술을 누구나 쉽게 이해할 수 있는 친숙한 이야기로 풀어낸다. 이 책을 통해 독자는 양자컴퓨터가 왜 등장했는지, 어떤 원리로 작동하는지, 현재 어디까지 발전했으며 앞으로 어떤 미래가 펼쳐질지를 자연스럽게 이해하게 된다.

양자컴퓨터는 아직 완성된 기술이 아니다. 그러나 인터넷과 스마트폰, 그리고 AI가 그러했듯 미래 사회를 이해하기 위해 반드시 알아야 할 기술이다. 『양자컴퓨터 레시피』는 단순한 원리 설명에 머물지 않고 미래 기술을 바라보는 새로운 시각과 통찰을 제공하는, AI 시대를 살아가는 독자를 위한 가장 친절한 안내서다.

구글, IBM, 그리고 스타트업들은 어떤 주방에서 경쟁하고 있을까?
AI 다음 시대를 여는 기술,
양자컴퓨터의 현재와 미래를 한눈에 읽다

『양자컴퓨터 레시피』는 양자중첩과 양자얽힘 같은 기본 개념에서 출발해 양자 게이트와 양자 알고리즘, 실제 구현 기술, 양자 오류 정정, 그리고 미래 전망까지 하나의 흐름으로 연결해 설명한다. 독자는 단편적인 지식이 아니라 양자컴퓨터라는 거대한 기술 지형도를 머릿속에 그릴 수 있다. 처음 접하는 독자도 자연스럽게 이해할 수 있도록 구성했으며, 이미 관련 뉴스를 접해본 독자라면 그 의미를 더욱 깊이 파악할 수 있도록 돕는다.

이 책은 세계 양자컴퓨터 경쟁의 핵심 무대인 네 가지 플랫폼을 집중적으로 소개한다. 구글과 IBM이 주도하는 초전도 양자컴퓨터, IonQ를 대표로 하는 이온트랩 양자컴퓨터, 하버드와 QuEra가 이끄는 중성원자 양자컴퓨터, 그리고 Xanadu와 PsiQuantum이 개척하고 있는 광자 양자컴퓨터까지 각 기술의 원리와 장점, 한계와 미래 가능성을 알기 쉽게 비교한다. 독자는 자연스럽게 “어떤 기술이 가장 앞서 있을까?”, “과연 최종 승자는 누가 될까?”라는 질문을 던지게 된다. 그리고 그 답이 단순하지 않으며, 여러 플랫폼이 각자의 강점을 살려 공존할 가능성이 있다는 점까지 이해하게 된다.

이 책은 플랫폼 경쟁에만 머무르지 않는다. 현재의 불완전한 양자컴퓨터를 활용하기 위한 변분 양자 알고리즘(VQE, QAOA), 여러 개의 양자 프로세서를 연결하는 모듈형 양자컴퓨터, 양자 네트워크와 양자 인터커넥트, 그리고 실용적 양자컴퓨터의 핵심 열쇠인 양자 오류 정정 기술까지 양자컴퓨터의 현재와 미래를 입체적으로 조망한다. 특히 최근 발표된 구글, IBM, 하버드, MIT, IonQ, QuEra, Xanadu, PsiQuantum 등의 연구 성과를 바탕으로 기술이 실제 어디까지 발전했는지를 균형 있게 설명한다. 그 덕분에 독자들은 과장된 홍보와 실제 기술적 진전을 구분하는 안목을 기르고, 양자컴퓨터의 큰 그림을 한눈에 이해할 수 있다.

복잡한 양자컴퓨터를 가장 쉽게 설명하는
단 하나의 레시피

양자컴퓨터를 다룬 많은 책은 어려운 수식과 복잡한 물리학 개념 때문에 일반 독자들에게 높은 진입 장벽으로 다가온다. 『양자컴퓨터 레시피』는 이를 극복하기 위해 책 전체를 하나의 ‘요리 레시피’라는 콘셉트로 구성했다. 큐비트라는 재료를 준비하고, 양자 게이트로 조리하면 양자컴퓨터라는 한 접시가 완성된다. 초전도 양자컴퓨터와 이온트랩 양자컴퓨터는 서로 다른 주방으로, 양자 오류 정정은 완벽한 요리를 위한 품질 관리로 비유된다.

친숙한 비유와 흥미로운 설명, 이해를 돕는 풍부한 일러스트 덕분에 중학생은 물론 일반 성인 독자도 부담 없이 읽을 수 있다. 본문 곳곳에 배치된 ‘양자컴퓨터 노트’와 ‘양자컴퓨터 전문 레시피’는 독자의 수준에 따라 한 단계 더 깊이 있는 이해를 돕는다.

무엇보다 이 책의 가장 큰 강점은 쉽지만 결코 가볍지 않다는 점이다. 실제로 양자컴퓨터를 연구하고 교육하는 전문가들이 집필한 만큼 기술의 가능성만을 강조하지 않는다. 기대되는 미래와 현재 가능한 것, 아직 해결되지 않은 문제와 현실적인 한계를 균형 있게 짚어준다. 독자들은 이 책을 통해 양자컴퓨터가 왜 중요한지, 어떤 기술이 실제로 주목받고 있는지, 앞으로 어떤 방향으로 발전할 가능성이 있는지를 객관적인 시선으로 이해할 수 있다. 단순한 과학 상식을 넘어 쏟아지는 기술 뉴스를 비판적으로 읽고 미래를 읽어내는 안목까지 기를 수 있다.

AI가 현재를 바꾸고 있다면, 양자컴퓨터는 미래를 준비하고 있다. 『양자컴퓨터 레시피』는 그 미래를 가장 쉽고 정확하게 이해할 수 있도록 안내하는 든든한 길잡이가 되어줄 것이다. 양자컴퓨터를 이해하고 싶지만 어디서부터 시작해야 할지 막막하거나, 양자역학은 너무 어려울 것이라는 생각에 지레 겁부터 먹고 포기했던 독자라면, 이 책을 처음 펼치는 순간 ‘생각보다 어렵지 않네’라는 자신감과 함께 양자컴퓨터의 세계로 한 걸음 더 가까이 다가가게 될 것이다.


추천사

양자컴퓨터의 현재와 미래를 이런 깊이로 이렇게 쉽게 쓴 책은 본 적이 없다. 양자컴퓨터라는 어려운 주제를 요리하듯 쓱쓱 풀어가는 방식이 경이롭기까지 하다. 초보자는 물론 전문가에게도 도움이 되는 내용으로 가득하다. 양자컴퓨터에 관한 책 가운데 하나만 선택하라면 이 책을 추천하겠다. 이 분야 최고의 현역 전문가가 쓴 최고의 책이다. 엄지 두 개 척이다.
- 김상욱 (경희대학교 물리학과 교수)

광, 이온 트랩, 초전도 분야의 양자컴퓨터 전문가들이 함께 집필한 『양자컴퓨터 레시피』는 복잡하고 생소하게 느껴지는 양자컴퓨터의 개념을 마치 요리 과정을 따라가듯 쉽고 흥미롭게 풀어낸다. 큐비트의 기본 개념에서부터 양자컴퓨팅 알고리즘의 작동 원리, 현재 기술 수준과 한계, 그리고 앞으로의 발전 방향까지 잘 정리된 한 권의 요리 지침서처럼 체계적으로 안내한다. 또한 책 곳곳에 담긴 ‘전문가 레시피’를 통해 숙련된 셰프만이 보여줄 수 있는 깊이 있는 통찰도 함께 만나볼 수 있다.
- 이동헌 (고려대학교 물리학과 교수, 한국양자정보학회 학회장)

저자들은 “양자는 아주 쉬운 수학 공식만 알아도 이해할 수 있다”고 말한다. 물론 맞는 말이다. 하지만 자연과학의 언어인 수학이 설명하는 현상은 우리의 일상 언어와 쉽게 연결되지 않는다. 저자들은 이러한 간극을 누구보다 잘 이해하고, 독자들에게 양자컴퓨터를 조금이라도 더 쉽고 친숙하게 전달하기 위해 많은 노력을 기울였다. 그 덕분에 독자는 가랑비에 옷이 젖듯 자연스럽게 양자 개념을 받아들이고, 어느새 양자를 일상의 언어로 편안하게 이야기할 수 있게 된다. 이 책은 이온, 광자, 초전도체를 연구하는 세 명의 실험물리학자가 현재 개발되고 있는 다양한 양자컴퓨터 구현 방식을 전문가의 시각으로 알기 쉽게 설명한다. 이러한 점에서 이 책이 단순한 기초 입문서를 넘어, 양자컴퓨터를 한 걸음 더 깊이 이해하고 싶은 독자들에게 구체적이고 든든한 출발점이 되어줄 것이라고 확신한다.
- 김명식 (영국 임페리얼 칼리지 런던 물리학과 교수, 2016 호암상 수상 )

양자 기술의 미래를 준비하고 싶은 독자, 양자컴퓨터가 궁금하지만 어디서부터 시작해야 할지 몰랐던 독자, 그리고 새로운 과학 기술의 흐름을 이해하고 싶은 모든 분에게 이 책을 기쁜 마음으로 추천한다. 많은 독자가 이 책을 통해 양자컴퓨터라는 새로운 세계를 즐겁게 탐험하고, 미래 기술을 바라보는 넓은 시야를 얻기를 기대한다.
- 한상욱 (KIST 양자활용연구거점 사업단장, 전 한국양자정보학회장)

양자컴퓨팅을 연구하고 창업을 거쳐 구글에 오기까지, 늘 반복되는 숙제 중 하나가 이 기술을 비전공자에게 설명하는 일이었다. 투자자를 만나든, 정부 기관과 협의하든, 결국 핵심을 잃지 않으면서도 상대방의 언어로 풀어내는 것이 관건이었다. 이 책은 그 어려움을 ‘요리’라는 친숙한 틀로 깔끔하게 해결한다. 특히 초전도, 이온 트랩, 중성원자 등 각 양자컴퓨팅 플랫폼이 어떻게 작동하고 어떤 장단점을 가지는지를, 수식 없이도 본질에서 벗어나지 않고 풀어낸 점이 돋보인다. 양자컴퓨터 시대가 다가오는 지금, 이 책이 많은 분에게 좋은 길잡이가 될 것이라고 생각한다.
- 성영규 (구글 Quantum AI 연구원, Atlantic Quantum 공동 창업자)

양자컴퓨터의 매력은 단지 ‘양자’에만 있지 않다. 우리가 익숙하게 생각해온 계산과는 전혀 다른 방식으로도 문제를 풀 수 있다는 사실 자체가 흥미롭다. 지금 우리는 한 세기 전 사람들이 초기 컴퓨터를 바라보며 미래를 상상했던 것처럼, 새로운 계산 기술이 태어나고 성장하는 과정을 직접 목격하고 있다. 친구가 내게 “그래서 양자컴퓨터가 대체 무엇인데?”라고 묻는다면, 나는 『양자컴퓨터 레시피』를 건네고 싶다. 이 책을 덮을 때쯤이면 세상을 바라보는 시야가 조금 더 넓어져 있을 것이다.
- 김영석 (미국 오하이오 주립대학교 전자 및 컴퓨터공학부 교수, 전 IBM Quantum 연구원)

양자컴퓨터는 미래 핵심 기술로 떠오르고 있지만, 일반 독자가 그 원리를 이해하기란 쉽지 않다. 『양자컴퓨터 레시피』는 요리라는 친숙한 비유를 통해 큐비트, 양자 게이트, 양자 알고리즘과 같은 핵심 개념을 직관적으로 설명한다. 특히 단순한 입문서에 머무르지 않고 최신 양자컴퓨팅 기술과 산업 동향까지 충실히 담아내어, 현재와 미래를 함께 조망할 수 있다는 점이 돋보인다. 양자컴퓨터를 처음 접하는 독자부터 관련 분야의 흐름을 이해하고자 하는 독자까지 폭넓게 추천할 만한 책이다.
- 손영익 (KAIST 전기 및 전자공학부 교수, 전 PsiQuantum 연구원)