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양자 컴퓨팅 입문 간결하게 배우는 양자 컴퓨팅

데이터 과학
파라그 랄라 지음 | 이태휘 옮김 | 에이콘출판 | 2020년 01월 30일 출간
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상품상세정보
ISBN 9791161753867(1161753869)
쪽수 256쪽
크기 149 * 229 * 20 mm /480g 판형알림
원서명/저자명 Quantum Computing/Lala, Parag K.

책소개

이 책이 속한 분야

간결하게 배우는 양자 컴퓨팅

양자역학에 대한 사전 지식이 없는 이들에게 양자 컴퓨팅 시스템의 개념과 작동 방식을 간결하게 설명하는 책이다. 고전 물리학과 선형 대수, 기초적인 디지털 설계를 접한 적은 있으나 양자 정보 처리에는 익숙하지 않은 독자가 핵심 개념을 쉽게 파악할 수 있도록 쓰였다. 수학을 완전히 배제하고 내용을 너무 가볍게 다루는 책은 싫고, 전공 연구자만 볼 수 있도록 너무 어렵게 다루는 책은 부담스러운 이들에게 유용한 양자 컴퓨팅 입문서다.
선정 및 수상내역
2020년 대한민국학술원 우수학술도서 선정도서

저자소개

저자 : 파라그 랄라

텍사스A&M대학교 텍사캐나 캠퍼스(Texas A&M University Texarkana)의 전기공학과 교수이며, 일곱 권의 책과 145여 편의 논문을 단독/공동으로 저술했다. 현재 연구 관심 분야는 양자 컴퓨팅과 암호화, 하드웨어 기반 DNA 서열 매칭, 생체 모방형 프로그래머블 디지털 시스템 설계 등이다. IEEE 종신 회원이다.

역자 : 이태휘

산업체와 학교, 연구기관을 거치며 여러 시스템 소프트웨어 개발 프로젝트를 수행했다. 2007년부터 2010년까지 티맥스소프트에서 근무하며 티베로 관계형 데이터베이스 개발에 참여했다. 2014년 서울대학교 컴퓨터공학부에서 박사 학위를 받았으며, 현재 한국전자통신연구원에서 선임연구원으로 재직 중이다. 옮긴 책으로는 에이콘출판사에서 펴낸 『퀄리티 코드』(2017)와 『블록체인 완전정복 2/e』(2019)이 있다.

작가의 말

양자 컴퓨팅(Quantum computing)은 매우 작은 원자 입자(atomic particles)와 아원자 입자(subatomic particles)의 움직임을 설명하는 양자역학의 원리를 바탕으로 한다. 입자들이 움직이는 방식을 이용해 양자 컴퓨터는 연산을 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 수행할 수 있다. 지난 이십 년 동안 양자 컴퓨팅은 물리학자와 컴퓨터 과학자, 전기 공학자들의 주요 연구 분야로 발전했다.
이 책은 양자 컴퓨팅에 ‘무난하게 입문’할 수 있도록 돕고자 한다. 일반적인 전기 공학이나 컴퓨터 과학, 물리학 학부 과정 수준을 넘어서는 기술적 지식을 요구하지 않는 선에서 양자 컴퓨팅 시스템의 개념과 작용을 설명한다.
세세한 수학적인 내용에 질리지 않으면서도 가독성 있고 이해하기 쉬운 방식으로 내용을 설명하는 것이 이 책의 주된 목표다. 내용을 이해하는 데 필요한 설명은 적절한 위치에 모두 들어 있다.

목차

01장 복소수, 벡터 공간, 디랙 표기법
1.1 복소수
1.2 켤레복소수
1.3 벡터 공간
1.4 기저 집합
1.5 디랙 표기법
1.5.1 켓
1.5.2 브라
1.6 내적
1.7 일차 종속 벡터와 일차 독립 벡터
1.8 쌍대벡터 공간
1.9 계산 기저
1.10 외적

02장 기초 양자역학
2.1 고전 물리학의 한계
2.1.1 흑체 복사
2.1.2 플랑크 상수
2.2 광전 효과
2.3 고전 전자기 이론
2.4 러더퍼드의 원자 모형
2.5 보어의 원자 모형
2.6 빛의 입자성과 파동성
2.7 파동 함수
2.8 양자역학의 공준

03장 행렬과 연산자
3.1 행렬
3.2 정사각행렬
3.3 대각행렬(또는 삼각행렬)
3.4 연산자
3.4.1 연산자에 대한 규칙
3.5 선형 연산자
3.6 교환자
3.7 선형 연산자의 행렬 표현
3.8 대칭행렬
3.9 전치 연산
3.10 직교행렬
3.11 항등 연산자
3.12 수반 연산자
3.13 에르미트 연산자
3.14 유니타리 연산자
3.14.1 유니타리 연산자의 성질
3.15 사영 연산자

04장 부울 대수, 논리 게이트, 양자 정보 처리
4.1 부울 대수
4.2 고전 회로 계산 모델
4.3 범용 논리 게이트
4.4 양자 계산
4.5 양자 비트와 표현
4.6 양자계에서의 중첩
4.7 양자 레지스터

05장 양자 게이트와 양자 회로
5.1 X 게이트
5.2 Y 게이트
5.3 Z 게이트
5.4 (NOT의 제곱근) 게이트
5.5 아다마르 게이트
5.6 위상 게이트
5.7 T 게이트
5.8 가역 논리
5.9 CNOT 게이트
5.10 제어형 U 게이트
5.11 가역 게이트
5.11.1 프레드킨 게이트(CSWAP 게이트)
5.11.2 토폴리 게이트(CCNOT 게이트)
5.11.3 페레스 게이트

06장 텐서곱, 중첩, 양자 얽힘
6.1 텐서곱
6.2 다중 큐비트 시스템
6.3 중첩
6.4 얽힘
6.5 결어긋남

07장 순간 이동과 초고밀도 코드화
7.1 양자 순간 이동
7.2 복제 불가능 정리
7.3 초고밀도 코드화

08장 양자 오류 정정
8.1 고전적인 오류 정정 코드
8.2 양자 오류 정정 코드
8.3 쇼어의 3-큐비트 비트 플립 코드
8.4 오류 정정
8.4.1 비트 플립 오류 수정
8.4.2 위상 오류 정정
8.5 쇼어의 9 큐비트 코드

09장 양자 알고리즘
9.1 도이치 알고리즘
9.2 도이치-조사 알고리즘
9.3 그로버의 검색 알고리즘
9.3.1 그로버 알고리즘의 세부 사항
9.4 쇼어의 인수 분해 알고리즘

10장 양자 암호화
10.1 정보 보안 원칙
10.2 일회용 패드
10.3 공개 키 암호화
10.4 RSA 코드화 체계
10.5 양자 암호화
10.6 양자 키 분배
10.7 BB84
10.8 에커트

출판사 서평

★ 이 책의 구성 ★

1장, ‘복소수, 벡터 공간, 디랙 표기법’에서는 복소수와 벡터의 내용을 복습한다. 또한 양자역학에서 양자 상태를 나타내는 데 널리 쓰이는 디랙(Dirac)의 브라-켓 표기법(bra-ket notation)을 소개한다.
2장, ‘기초 양자역학’에서는 양자역학의 발전을 설명하고, 원자 수준과 아원자 수준에서 물질의 움직임을 다룬다.
3장, ‘행렬과 연산자’에서는 행렬과 연산자를 전반적으로 다룬다. 연산자는 양자 계산에 폭넓게 사용되며, 양자 상태에 작용해 양자 상태를 변화시킨다. 양자 컴퓨팅에서 모든 연... 더보기

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