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QuantumComputing

Quantum Computing and Programming Study

Why quantum computing

양자 컴퓨터에 대한 관심은 한 책을 읽게 되면서 부터 였다.

1억배 빠른 양자 컴퓨터가 온다 - 인공지능의 미래를 결정할 양자 컴퓨터 이야기

내가 양자 컴퓨터에 진짜 관심을 가지게 된 이유는 향후 몇 년 이내에 새로운 컴퓨팅 혁명의 시대가 다가오면 이제 막 배우려는 젊은 친구들은 시간이 많으니 괜찮을텐데, 나 같이 회사일이 바쁜 직장인의 경우는 대비를 하지 않으면 대처는 커녕 도태될 수 있기 때문에 계속해서 공부를 하려 하는 목적이 있다.

이건 2020년 현재 기준으로 x86이나 ARM 아키텍처를 가지는 기존의 컴퓨팅 개념과는 완전히 다른 물건이기에 정확하게 잘 이해하고 활용해야 할 필요가 있다.

첫 책을 읽은 이후 계속해서 관련된 내용을 검색하고 찾아보고 이해하는 과정을 가끔씩 하면서 업계 동향도 놓치지 않고 있으며, 이후 양자 컴퓨터 관련된 번역서가 출판될 때 마다 복습하는 마음으로 계속해서 읽고 있다.

나는 아직도 양자 역학과 양자 컴퓨팅이 뭔지 여전히 이해를 하지 못하고 있다. 리처드 파인만은 양자 컴퓨터에 대해 다음과 같은 말을 했다고 한다. "양자역학을 처음 접하고 나서 충격을 받지 않은 사람은 아마도 양자역학을 이해하지 못해서일 것" <= 이 말 뜻을 아는 사람이라면 최소한 양자 컴퓨터에 대해 관심이 있는 사람이라는 뜻이기도 하다.

Study focusing

나는 (고전) 컴퓨터 공학 전공자이고 소프트웨어 개발로 현업에서 일했던 사람이므로 양자 컴퓨터에 대한 이해를 바탕으로 양자 컴퓨터 프로그래밍 쪽에 조금 더 집중할 계획에 있다.

현재 양자 컴퓨터에 대한 내용은 물리와 수학, 하드웨어를 구현하기 위한 논리 적인 내용이 주를 이루고 있으며 소프트웨어나 프로그래밍 영역은 이제 걸음마 수준이라고 봐야 한다. 현 시점에서는 IBM이 독보적인 소프트웨어 환경을 구축하고 있으며, 그 뒤로 마이크로소프트가 뒤를 잇고 있다. 이 기준은 양자 컴퓨터 하드웨어가 아닌 소프트웨어 기준이다. 하드웨어 기준으로 한다면 구글, 인텔 등을 더 언급할 수 있다.

시중에 나온 번역서의 경우 크게 세가지로 분류할 수 있는데

• 인문 교양 수준의 양자 컴퓨터 역사, 기존 컴퓨터와의 차이점, 필요성 등을 언급하는 책
• 양자 컴퓨터의 기본 원리 및 이해를 위해 물리를 기반으로 한 양자 역학, 수학의 개념을 언급하는 책
• 양자 컴퓨터를 바탕으로 시뮬레이션을 통해 실제 프로그래밍으로 응용해서 결과를 보고 유명한 양자 알고리즘의 이해를 돕고 설명하는 책

이 정도로 나눠질 수 있다. 셋 중에 두가지 내용이 혼합된 내용도 있고 여러가지 이다. 지금은 출판되는 모든 책을 읽고 정리를 해 나가는 식으로 공부해볼 예정에 있다.

Practice

• IBM QX로 배우는 양자 컴퓨팅

Books, latest update 2020-10-21

매번 양자 컴퓨터 관련된 책이 출판되면 리스트를 업데이트 할 예정이다. 책 리스트 순서는 최근 출판된 순서이다. 또한 내가 읽었던 혹은 읽을 책의 리스트이기도 하다. 또 양자 컴퓨터의 기반이 되는 양자 역학에 대한 책도 맨 아래 리스팅 해 본다.

Quantum Computer & Programming

• 그림으로 이해하는 양자컴퓨터의 구조
  • 저자가 일본 사람인데 객관적이면서도 쉬운 접근 방식으로 양자 컴퓨터를 설명하고 있다.
  • 또, 현재 구현하고 있는 양자 컴퓨터의 현황과 어떤 방식으로 개발하는지에 대한 접근 방식 및 회사별 차이점 등도 간략하게 언급한 점이 다른 책들과는 차별화된 내용이라고 볼 수 있다.
  • 간단한 책 리뷰는 나의 노션 페이지에서 더 볼 수 있다.
  • https://www.notion.so/jongfeel/5a48857004904b04ad9e635075524c89
• 양자 컴퓨팅 - 이론에서 응용까지
  • wish list
• 양자 컴퓨터 원리와 수학적 기초 - 스핀부터 큐비트, 얽힘, 중첩, 양자 알고리즘, 양자 암호
  • wish list
• 양자 컴퓨팅 발전과 전망
  • wish list
• 양자 컴퓨팅 이론 해설- 양자역학으로 알고리즘 구현하기
  • wish list
• 양자 컴퓨팅 입문
  • 입문서라고 오해(?) 하고 봤다간 아무것도 건질 수 없음
  • 진짜 입문하고 싶으면 <억배 빠른 양자 컴퓨터가 온다> 혹은 <일상적이지만 절대적인 양자역학지식 50> 이 두 권을 봐야 한다
  • 양자 컴퓨팅의 기본인 양자역학, 수학, 양자의 특성을 모두 살려 핵심을 담은 책
  • 설명을 하는 책이라기 보다는 간략하고 아름다운 수학과 수식을 통해 진리를 명시하는 내용 위주로 구성되어 있기 때문에, 어느 정도 수학과 물리에 대한 지식이 있는 상태에서 봐야 함
  • 교수님이 학부생 가르쳐 주려고 자기가 알고 있는 내용을 정리해서 노트에 적은 듯한 느낌이 매우 강함
  • 리뷰 링크: https://www.notion.so/jongfeel/393b36eab32040019586836838ddcc9a
• IBM QX로 배우는 양자 컴퓨팅 - 양자 컴포저와 키스킷을 활용한 양자 컴퓨팅의 이해
  • 읽는 중...
• 양자 컴퓨터 프로그래밍 - IBM Q Experience로 하는 양자 컴퓨터 프로그래밍
  • 양자 역학과 컴퓨터에 대한 내용은 간략하지만 핵심적인 내용으로 책의 전반부를 채우고 있으며
  • 이후 실제 IBM에서 제공하는 SDK를 통해 개발 환경 및 프로그래밍을 해서 결과를 볼 수 있는 최초의 책이라고 볼 수 있다
  • 양자 프로그래밍으로 간단한 웹 게임 및 유명한 알고리즘 구현까지 실제 코드를 보고 해볼 수 있는 책으로, 프로그래밍으로 양자 컴퓨터라는 걸 접근해 보고 싶은 사람에게는 꽤나 좋은 책이다
• 1억배 빠른 양자 컴퓨터가 온다 - 인공지능의 미래를 결정할 양자 컴퓨터 이야기
  • 양자 컴퓨터에 대한 전반적인 이해를 하기 좋다
  • 어려운 이야기는 최대한 배제하고, 최근 양자 컴퓨터의 발전 과정을 다룬 책.
  • 저자가 일본인이고, 일본이 이 분야에 힘을 쓰면 좋겠다는 희망을 많이 이야기하고 있는 책

Quantum mechanics & physics

• 양자역학은 처음이지?

  • 양자역학을 물리학, 화학의 역사로 시작해서 이해하기에 아주 좋은 책으로
  • 특별히 어렵지도 않으나 그렇다고 과하게 가볍지 않은 책
  • 양자역학의 빌드업까지 무려 10장 중에 8장을 읽어 내야 하고
  • 마지막 하이하이트라고 볼 수 있는 양자컴퓨터에 대한 내용은 2페이지에 불과함
  • 리뷰 링크: https://www.notion.so/jongfeel/019ddcf4ad034e7a8844aea79f6b2022

• 일상적이지만 절대적인 양자역학지식 50 - 슈뢰딩거부터 양자컴퓨터까지 양자세계에 관한 모든 것

  • 이 책 역시 양자 컴퓨터에 대한 전반적인 이해를 하는데 도움이 되는 책
  • 고전 물리 부터 현대 물리, 그리고 양자 역학에 이르기 까지의 스토리 형태로 이해할 수 있음�
  • 이 이전에 나온 책은 오래되거나 절판된 책 뿐이므로, 사실상 이 책이 양자 컴퓨터 관련된 책으로는 첫번째라고 보면 된다