[도쿄/전시회]2025년 일본 과학 박물관 새로운 상설 전시 '양자 컴퓨터 디스코', '미지의 우주'
안녕하세요
일본 과학 박물관에서는 양자컴퓨터와 우주에 대한 상설 전시를 시작했어요
요즘 가장 관심이 많은 양자 컴퓨터와 우주에 대해서 직접 느껴 볼 수 있어요
도쿄 여행에 참고하시면 좋을 거 같아요
일본과학미래관 신상설전시
日本科学未来館 新常設展示
- 전시 공개일: 2025년 4월 23일(수)
- 개관시간: 10:00~17:00
※입장권 구입 및 접수는 16:30까지. - 휴관일: 화요일, 연말연시(12월 28일~1월 1일)
※공휴일 및 봄, 여름, 겨울방학 기간 등은 개관할 수 있다. - 전시 구역: 3층, 5층 상설 전시존
- 주소: 도쿄도 고토구 아오미 2-3-6
- 입장료: 성인 630엔, 18세 이하 210엔, 미취학 아동 무료
일본 과학 미래관(약칭: 미래관)은 상설 전시 '양자 컴퓨터 디스코'와 '미지의 우주' 2개를 2025년 4월 23일(수)부터 일반에 공개해요.
미래를 향한 장대한 연구개발의 최전선을 즐기면서 체험할 수 있는 전시예요.
'양자컴퓨터 디스코'는 직관적으로 즐기면서 양자컴퓨터를 이해할 수 있는 전시예요.
음악을 골라 플로어에 틀어주는 DJ와 같은 조작으로 양자 프로그래밍을 체험하는 등 양자컴퓨터의 작동 원리를 재미있게 체험할 수 있어요.
양자컴퓨터의 탄생 배경과 연구 역사, 최신 개발 현황 등도 기초부터 알기 쉽게 소개해요.
또한 최신 연구개발의 성과로 초전도 양자컴퓨터에 사용되는 144 양자비트 집적회로 칩을 일본 최초로 일반에 공개해요.
'읽히지 않은 우주'는 거대한 관측-실험 장비를 활용해 연구자들이 어떻게 우주를 읽어내려 하는지 체험할 수 있는 전시에요.
실제 관측-실험 데이터를 바탕으로 제작된 웅장한 영상이 둘러싸고 있는 전시 공간에서 다양한 파장의 빛으로 우주를 포착하는 다파장 관측, 뉴트리노 관측, 중력파 관측, 가속기 실험 등 우주를 포착하는 4가지 첨단 연구를 체험 장치를 통해 접할 수 있어요.
축적된 인류의 '지식'을 느끼는 동시에 아직 '다 읽지 못한' 신비로움으로 가득 찬 우주의 깊이에 매료될 거예요.
일반 공개에 앞서 진행된 언론 시사회에서 아사카와 관장은 "최첨단 과학을 어린이와 어른이 모두 친근하게 느낄 수 있는 전시를 목표로 했다. 전시 체험이 현재 진행 중인 연구개발에 관심을 갖는 계기가 되길 바란다"라고 말했어요.
양자컴퓨터 디스코
경이로운 계산 능력으로 인해 실현되면 다양한 분야에서 혁신을 일으킬 것으로 기대되는 '양자 컴퓨터'. 이 전시에서는 DJ가 연주할 때와 같은 조작으로 양자 역학의 특성을 살린 프로그래밍을 체험하는 등 난해하다고 알려진 미래 컴퓨터를 재미있게 이해할 수 있어요.
양자컴퓨터의 계산력의 원천인 양자역학뿐만 아니라 하드웨어 연구와 계산기의 역사, 그리고 활용 사례에 이르기까지 양자컴퓨터와 관련된 다양한 주제도 체험 전시와 영상 등을 통해 소개해요.
미래를 열어갈 양자컴퓨터의 가능성을 실감할 수 있을 거예요.
존 1 "입구"
'양자 컴퓨터의 노래'가 여러분을 맞이합니다. '중첩', '얽힘' 등 양자컴퓨터의 키워드를 담은 랩이 양자의 신기한 세계로 안내한다.
존 2 '댄스 플로어'
양자 컴퓨터로 연산을 하기 위한 프로그래밍을 DJ가 플레이하는 것과 같은 조작으로 체험할 수 있어요.
양자 계산은 악보에 음표를 배열하듯 연산을 수행하는 '게이트'를 배치하면서 정답에 조금씩 다가가는 방식이에요.
전시에서는 게이트를 조작해 '중첩', '위상', '얽힘', '측정'이라는 양자의 성질을 이용한 계산 방법을 DJ가 음악을 듣고 비교하여 선택해 플로어에 틀어주는 일련의 과정을 통해 이해할 수 있어요.
하나하나 선택지를 계산하는 지금의 컴퓨터와는 전혀 다른 양자 컴퓨터의 '중첩'의 계산력을 느낄 수 있어요.
[볼거리] 한 번쯤은 들어봤을 법한 친숙한 명곡을 다수 사용
댄스 플로어의 음악 체험에는 애니메이션 노래, 게임 음악 등 친숙한 명곡이 다수 준비되어 있어요.
친숙하고 즐거운 음악과 함께 양자컴퓨터 프로그래밍의 세계를 체험할 수 있어요.
사용 곡 예: CHA-LA HEAD-CHA-LA / 드래곤 퀘스트 서곡 / 잔혹한 천사의 테제 / September / 파헬벨의 캐논 / 위풍당당 / 코로부티카 / 하이-호 / One More Time / 기타 등
존 3 '갤러리'
"양자컴퓨터란 대체 뭐야?" "왜 만드는가?" 등 양자컴퓨터를 이해하기 위한 기본을 4편의 단편 영화로 설명해요.
또한 SF, 영화, 음악, 게임 등 다양한 작품에서 양자 역학과 양자컴퓨터의 특성을 느낄 수 있는 장면을 소개해요.
다양한 작품 속에 숨어있는 '얽힘', '관측' 등 '양자컴퓨터스러움'을 표현함으로써 양자의 신비로운 세계를 친근하게 느낄 수 있어요.
존 4 "라운지"
양자컴퓨터의 기초부터 사용 사례까지 알기 쉽게 소개해요.
댄스 플로어에서 경험한 음악 체험을 양자 컴퓨터의 원리와 연결해 설명하는 등 이해도를 높일 수 있다. 존에는 세 가지 전시가 있어요.
1. 양자컴퓨터 만드는 방법
먼저 양자컴퓨터를 구현하기 위한 기술개발을 3단계로 나누어 소개합니다.
재료는 양자비트
양자컴퓨터의 최소 정보 단위인 '양자비트'에 대해 현재 일반적으로 사용되는 컴퓨터의 비트와 비교하면서 기본적인 개념을 설명해요.
양자비트 다루기
실현을 위해 전 세계적으로 개발이 진행되고 있는 5가지 방식(초전도 방식, 반도체 방식, 중성원자 방식, 이온트랩 방식, 광 방식)을 소개해요.
각 전문가의 감수 협력 하에 각 방식의 성능과 현황을 애니메이션과 레이더 차트 등으로 비교하며 설명해요.
오류를 고치고, 이제 계산이다
양자컴퓨터의 실용화를 위해 극복해야 할 과제 중 하나로 '오류 수정'이 있어요.
현재 우리가 사용하고 있는 컴퓨터도 이 오류 정정 방법을 확립함으로써 문제없이 사용할 수 있게 되었어요.
여기서는 오류 수정의 원리를 게임을 통해 이해해 보세요.
3단계에 이어 양자컴퓨터가 실현되기까지의 과정을 정리한 '주사위 놀이' 형식의 패널 '어디까지 왔을까? 양자 컴퓨터'.
개발 과정과 실용화까지의 과정을 한눈에 볼 수 있어요.
그 길 안에는 개발의 현재 위치를 가리키는 '지금 여기! 사인을 표시. 정기적으로 업데이트하여 연구개발의 '지금'을 관람객과 함께 지켜볼 수 있어요.
2. 양자컴퓨터를 탄생시킨 계산과 물리학의 재회 이야기
양자컴퓨터는 컴퓨터 과학과 물리학이 융합되어 탄생한 컴퓨터라고 할 수 있어요.
이 '계산'과 '물리학'의 흐름에 주목하여 과거 아날로그 컴퓨터에서 현재의 컴퓨터의 발전, 그리고 양자컴퓨터의 탄생과 개발 경쟁에 이르기까지의 역사를 소개해요.
전시에서는 1946년 탄생한 세계 최초의 범용 전자식 컴퓨터를 비롯해 각 시대를 대표하는 컴퓨터 3대와 현재 개발이 진행 중인 초전도 양자 컴퓨터를 레고® 블록으로 재현했어요.
시대에 따라 컴퓨터의 소형화가 진행되는 모습과 양자 컴퓨터의 크기를 한눈에 알 수 있어요.
양자컴퓨터가 어떻게 탄생했는지, 앞으로 어떻게 발전할 것인지에 대해 더 깊이 알고 미래를 상상할 수 있는 전시예요.
[볼거리] 일본산 144 양자비트 칩 국내 최초 공개
양자컴퓨터의 연산 능력을 좌우하는 양자칩. 이번에 이화학연구소 양자컴퓨터연구센터의 협력으로 일본산 '144 양자비트 칩'을 국내 최초로 일반에 공개해요.
3. 양자컴퓨터로 이런 것도 할 수 있을까? 가챠
일반인들이 던진 100개가 넘는 양자컴퓨터 관련 질문에 전문가들이 답했어요.
"양자컴퓨터로 어떤 문제를 해결할 수 있나요?" "양자컴퓨터로 어떤 문제를 풀 수 있나요?", "AI를 더 진화시킬 수 있나요?" 등 소박한 질문부터 응용까지, 양자컴퓨터와 우리의 미래를 생각해 볼 수 있는 계기를 찾을 수 있어요.
미지의 우주
거대한 관측-실험 장비를 활용해 연구자들이 어떻게 우주를 읽어내려 하는지 체험할 수 있는 전시예요.
다양한 파장의 빛으로 우주를 포착하는 다파장 관측과 더불어 최근 가속되고 있는 '뉴트리노'와 '중력파' 관측, 입자 가속기를 이용한 대규모 실험 등 연구자들이 바라보는 우주의 프런티어를 소개해요.
상상을 훨씬 뛰어넘는 웅장하고 치밀한 연구 활동에 놀라움을 느끼는 동시에, 여전히 '다 읽히지 않는' 우주의 매력을 느낄 수 있어요.
프롤로그
'나'라는 개인의 관점에서 우주와 과학에 대한 상상의 나래를 펼칠 수 있는 골목길 같은 공간이에요.
우리 주변을 날아다니는 보이지 않는 입자를 시각화하는 '안개상자'와 일상과 물질, 천체, 우주와의 관계를 이야기하는 시와 일러스트 등을 통해 마치 이야기를 읽듯 최신 우주 연구의 세계로 안내해요.
가장 먼저 관람객을 맞이하는 것은 미야자와 겐지의 '봄과 수라-서'의 한 구절이에요.
약 100년 전에 쓰인 작품이지만, 어딘지 모르게 소립자의 세계와도 통하는 풍부한 이미지를 담고 있어요.
벽면에서 들려오는 낭독은 배우 이케마츠 소우라키(池松壮亮)와 모델 겸 가수 고다 마쓰야코(甲田益也子)가 담당하고 있어요.
[볼거리] 인기 전시 '안개상자' 업데이트
우주에서 쏟아지는 고에너지 입자와 대기에 포함된 자연 방사선의 궤적을 볼 수 있는 '안개상자'. 이전부터 미래관에서 전시되어 많은 사랑을 받았던 미스트박스를 이번 전시에 맞춰 최신형으로 업데이트했어요.
창문의 크기가 약 4배로 커져 우주에서 날아오는 우주선(뮤 입자)의 궤적을 더욱 쉽게 관찰할 수 있게 되었어요.
메인 구역
상공을 360° 스크린으로 뒤덮은 타원형 전시 공간에는 독특한 모양의 4개의 체험 장치가 줄지어 있어요.
예로부터 밤하늘을 올려다보며 탐구해 온 사람들처럼 시공간을 초월해 우주에 대해 생각하거나 누군가와 이야기를 나누며 언제까지나 머물고 싶어지는 몰입감을 선사해요.
1. 멀티메신저 비전 - 데이터로 느끼는 우주
중성미자, 중력파, 그리고 가시광선 이외의 다양한 파장의 빛은 우주에서 우리에게 정보를 전달하는 '메신저'에요.
전시 공간을 360° 둘러싸고 있는 이 스크린에는 각 메신저의 실제 관측 및 실험 데이터를 바탕으로 제작한 영상이 상영돼요.
일선에서 활동하는 미디어 아티스트가 방대한 관측 데이터를 마주하고 연구라는 행위를 재해석하여 작품화했어요.
여러 데이터를 조합하여 복합적으로 우주를 이해하는 접근법으로 최근 발전하고 있는 '멀티메신저 천문학'에 대해서도 그 방법을 확립하는 단초가 된 역사적인 관측 과정을 영상화했어요.
그 의미를 직관적으로 이해할 수 있어요.
[볼거리] 관측의 '원시 데이터'를 바탕으로 아티스트가 작품화
이 작품들의 근간이 된 것은 연구자들이 관측을 통해 얻은 '원시 데이터'에요.
노이즈가 포함된 데이터에서 연구자들이 어떻게 우주의 메시지를 찾아내고 우주를 읽어내는지 체험할 수 있어요.
데이터가 가진 설득력과 예술가이기에 가능한 표현력이 몇 번을 보아도 새로운 발견이 있는, 박력 넘치는 영상 체험을 만들어내요.
2. 4가지 체험장치 - 과학자와 함께 탐구하는 우주
우주를 이해하기 위해 수행되는 4가지 관측-실험 접근법을 실제 관측과 실험의 원리를 바탕으로 한 인터랙티브 한 체험형 전시로 소개해요.
본 전시의 감수를 맡은 일선 연구자들이 스마트폰 영상통화 형식의 영상으로 등장해요.
영상과 연동하여 전시를 조작함으로써 실제 연구자와 함께 우주를 관측하고 실험하는 듯한 체험을 즐길 수 있어요.
우주를 보는 '다파장 관측'
우주에서는 가시광선, 전파, X선 등 다양한 종류의 빛(전자기파)이 전달되고 있어요.
같은 천체라도 다른 종류의 빛으로 관측하고 비교함으로써 천체의 모습을 자세히 살펴볼 수 있어요.
전시에서는 오리온성운, 게 성운 등의 천체가 적외선이나 X선 관측에 따라 다른 모습을 보이는 모습을 지상과 우주 망원경이 관측한 실제 데이터를 비교하며 확인할 수 있어요.
우주를 듣는 '중력파 관측'
중력파는 블랙홀의 합체 등 질량이 큰 천체가 움직일 때 발생하는 눈에 보이지 않는 '시공간 왜곡'으로, 주파수를 분석해 소리로 변환할 수도 있어요.
아인슈타인이 관측이 불가능하다고 예측했지만, 2015년 세계 15개국 연구진이 참여한 연구 프로젝트가 첫 관측에 성공했어요.
관측에 사용되는 것은 3km가 넘는 거대한 레이저 간섭계예요.
전시에서는 대규모 관측 장치의 구조를 그대로 1m 크기로 축소한 실제 레이저 간섭계를 설치했어요.
레이저 빛이 겹쳐서 생기는 '간섭무늬'가 미약한 신호(진동)를 포착하는 현상을 직접 관찰함으로써 이해를 높일 수 있어요.
우주를 사로잡는 '뉴트리노 관측'
물질의 최소 단위로 여겨지는 소립자의 일종인 '뉴트리노'. 뉴트리노의 성질을 조사하면 지구에 쏟아지는 우주선 등의 수수께끼를 풀 수 있는 단서가 될 것으로 주목받고 있어요.
전시에서는 일본의 '슈퍼카미오칸데'와 남극의 얼음 아래에 건설된 '아이스 큐브' 두 개의 관측 장치를 축소 모형으로 소개해요.
또한 현재 건설 중인 '하이퍼카미오칸데'에 설치될 예정인 최신 광전자증배관 실물도 전시해요.
우주를 만드는 '가속기 실험'
우주 초기의 고에너지 상태를 인위적으로 재현하여 그곳에서 어떤 일이 일어나는지 알아보는 가속기 실험을 소개해요.
원형 가속기를 축소한 모형으로 전자, 양전자 등의 입자를 가속해 충돌시키는 실험을 가상으로 체험할 수 있어요.
또한 세계 28개 국가와 지역이 참여하는 일본 최대 규모의 소립자 실험 프로젝트(Belle II 실험)에 사용되는 충돌로 생성된 입자를 감지하는 센서의 실물도 전시하고 있어요.
3. AI와 이야기하는 우주
전시를 통해 떠오른 궁금증과 소감을 생성 AI와 자유롭게 이야기할 수 있는 인터랙티브 전시예요.
생성 AI와의 협업으로 탄생한 7가지의 다양한 캐릭터가 등장한다. 지식이 풍부한 '과학자', 솔직한 반응을 보이는 '어린이', 인생 경험이 풍부하고 화젯거리를 던지는 캐릭터 등에서 무작위로 3개를 선정해 다양한 AI 캐릭터와 자연스럽고 폭넓은 대화를 즐길 수 있어요.
에필로그
하나의 수수께끼가 풀리면 새로운 의문이 떠오르는 것이 우주 연구예요.
우주, 천체, 물질의 기원과 진화에 대한 연구를 조망하는 패널과 시오카와 이즈미 씨가 직접 그린 벽화를 바라보며, 자신도 아직 '읽지 못한' 우주의 일부라는 여운을 느껴보세요.