지난번에 양자 컴퓨터에 대해서 소개를 했었는데요,
그럼 양자컴퓨터를 가능케 하는 불확정성 원리란 무엇일까요?
Werner Heisenberg(1901-1976)
불확정성 원리는 독일의 이론물리학자인 베르너 하이젠베르크가 개발한 원리입니다.
그는 1927년 코펜하겐의 보어 연구소에서 일하고 있던 당시 함께 일하던 볼프강 파울리의 제안으로
이 불확정성 원리를 개발하게 되었다고 하네요.
불확정성 원리란 한 마디로 말하자면,
" 한 입자에 대해서 위치와 운동량을 동시에 정확하게 아는 것은 불가능하다. "
라는 것입니다. 실제로 불확정성 원리는 아래와 같은 식으로 표현됩니다.
위에 그림을 보면 전자를 관측하려는 관측자의 행위 자체가 전자에 영향을 미치게 되어,
전자의 위치를 관측하는 순간 운동량이 변하게 됩니다. 즉 한쪽 델타값이 작아지면,
다른 델타값은 커지게 되는 것이지요.
실제로는 이 불확정성은 관측에 의한 것이라기 보다는 물질 본연의 성질이라고 하네요.
이러한 전자의 불확정성이 의미하는 것은 무엇일까요?
앞서 양자 컴퓨터의 예에서도 보았듯이, 이러한 불확정성으로 인해 전자는 원자내에서
어떠한 위치이든, 어떤 운동량이든지 가지고 있을 수 있다는 말이죠.
(에너지상태에 따른 확률분포함수에 따라 상태의 확률은 다르겠지요)
이러한 모든 상태가 동시에 분포하는 물질의 성질을 이용한 것이 양자컴퓨터가 되는 것이지요.
