양자 프로그래밍 입문

양자 컴퓨터 시뮬레이터 시스템(QCISS)

김풍호 지음

작가와 2024년 04월 15일 출간

작품소개

책소개

양자컴퓨터에 대한 기본 지식을 설명합니다.
양자 연산기를 시뮬레이션 합니다.
다양항 예제로 양자 프로그래밍 입문자에게 유용합니다.

목차

양자 컴퓨터 프로그래밍

I.기초 과정

1. 양자컴퓨터란?
2. 양자역학 기초
3. 양자 컴퓨터 시뮬레이터
4. 양자 프로그래밍 문법
5. 양자 변수- 큐비트(QuBits)
6. 양자 중첩 - 초위상(Superposition)
7. 양자 얽힘 (Quantum entanglement)
8. 양자 연산 ( Quantum Computing)
9. 양자 관측( Observing)
10. 양자 연산의 결과 -확률 기대값

II.중급 과정

1. 양자컴퓨터 시뮬레이션 구동
2. 양자 변수 의 할당
3. 양자 얽힘의 설정
4. 양자 연산 방정식의 구성
5. 양자 관측을 통한 결과값 얻기
6. 응용 방법 및 예제 소개

 
III. 고급 과정

1. 양자 컴퓨팅 모델링
2. 양자 연산 후처리 응용
3. 양자 컴퓨팅 최적화
4. 응용 및 고급 예제 소개

IV. 응용과정

1. Shor 알고리즘 구현
2. Pi(∏)를 구해보자
3. 제곱수(NxN)를 구해보자
4. 인구증가를 구현해보자
5. 소멸과정을 구현해 보자
6. 발산 그래프
7. 가우스(Gauss)분포

책 속으로

앞으로 올 세계는 누가 뭐라해도 양자 컴퓨터의 시대이다.
최정상급의 과학 기술을 가진 선진국들은 앞다투어 양자 컴퓨터 개발에 매진하고 있는 이 시점에 양자 컴퓨터를 다룰수 있는 기초 지식을 가지고 있는냐의 여부는 국가의 존망이나, 개인의 생존에도 직결 될 것이라고 예측된다.
즉 양자 컴퓨터를 보유하고,운영할수 있느면 선진국이 되고 , 아니면 뒤처지는 시대가 올것이라고 생각한다.
이미 IBM은 IBM-Q라는 이름의 초전도현상을 이용한 양자 컴퓨터를 개발 해 그 성능을 향상 시키고 있고, 한국출신의 과학자들이 포함된 IonQ라는 양자 컴퓨터도 미국에서 개발 중이다. 특히 Google의 경우 양자컴퓨터가 기존의 컴퓨터 보다 월등한 성능을 지녔음을 입증하는 양자 우위를 달성하기도 하였다.

여기서 가만히 있으면, 양자컴퓨터 분야에서 대한민국은 후진국이 될 가능성이 크다.

글을 쓰는 이는 물리학을 전공하고 오랜기간 S/W및 H/W개발에 매진해온 개발자로써, 실제 양자 컴퓨터가 등장 하고 성능이 향상되어감에 따라, 일반인들도 쓸수 있는 개인용 양자 컴퓨터나 적어도 개인이 사용가능한 양자 컴퓨팅 서비스가 등장할 예정이다.
그러나 양자 컴퓨터를 공부하는 데에는 “양자역학”이라는 장애물이 존재한다.

“만약 양자역학을 이해했다고 말하면, 진정 양자역학을 이해한 것이 아니다.”
-물리학자 리처드 파이먼 -

당대 최고의 물리학자인 리처드 파이먼 조차 이해는 고사하고, 그 현상을 믿기 조차 힘들다고 말하는것이 바로 양자역학이다. 이해는 되는 말이다. 양자역학이 다루는 미시세계는 인간이 보거나 경험할수 없는 오직 상상만으로 추측해야 하는 학문이기 때문이다.

작가정보

저자(글) 김풍호

2023 한강 아트 페스타 .AI 자문 위원
현) 경기대학교 AI 컴퓨터공학부 산학협력 겸임 교수
현) 파이팅랩 주식회사 대표
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