01
양자측정과 고전세계의 출현
연속적인 유니터리 진화에서 왜 단 하나의 확정된 측정 결과가 나타나는지 설명한다.
02
양자중력과 시공간의 기원
양자역학과 일반상대성이론을 통합하고 중력의 양자성을 관측 가능한 예측으로 바꾼다.
03
강상관 양자다체계와 창발
지수적으로 커지는 상태공간에서 초전도·열평형·위상질서의 거시 법칙을 예측한다.
PROBLEM01
단일 측정 결과의 동역학적 기원
모든 계가 슈뢰딩거 방정식에 따라 선형적으로 진화한다면, 중첩된 가능성 가운데 관측자가 경험하는 하나의 결과는 어떤 물리 과정으로 선택되는가?
|ψ⟩ = Σᵢcᵢ|i⟩ →? |i⟩, P(i)=|cᵢ|²
주요 이론
- 환경 결맞음 상실과 양자다윈주의
- 다세계·관계적·정보론적 해석
- 봄 역학과 객관적 붕괴모형
검증·성공 기준
- 더 큰 질량·거리에서 거시적 중첩 유지
- 붕괴모형의 매개변수 영역 실험 배제
- 표준 양자론과 다른 재현 가능한 신호 검출
PROBLEM02
검증 가능한 양자 시공간 이론
시공간은 독립적인 양자 자유도인가, 아니면 더 근본적인 얽힘과 양자정보에서 출현하는가? 어느 설명이 실험과 관측으로 구별되는가?
Gμν + Λgμν = 8πG⟨Tμν⟩ → quantum spacetime
주요 이론
- 초끈이론·홀로그래피·AdS/CFT
- 루프양자중력·인과집합
- 점근적 안전성과 창발적 중력
검증·성공 기준
- 중력매개 얽힘 또는 비고전적 상관 검출
- 블랙홀 정보 보존 과정의 일관된 설명
- 우주·중력파 관측과 연결되는 고유 예측
PROBLEM03
양자다체계의 계산가능성과 창발 법칙
국소적인 미시 법칙만으로 강하게 얽힌 많은 입자의 바닥상태, 장시간 비평형 동역학, 고온 초전도와 위상질서를 효율적으로 예측할 수 있는가?
dim ℋ = dᴺ, H = −tΣ⟨ij⟩σ(c†ᵢσcⱼσ+h.c.) + UΣᵢnᵢ↑nᵢ↓
핵심 장벽
- 힐베르트 공간의 지수적 증가
- 양자 몬테카를로 부호 문제
- 2차원 강상관계와 실시간 동역학
검증·성공 기준
- 물질의 상도와 전이온도를 선험적으로 예측
- 고전 계산을 넘는 검증 가능한 양자 시뮬레이션
- 열평형화·국소화·비평형 보편법칙 통합
SELECTION RATIONALE
왜 이 세 가지를 핵심 난제로 선정했는가
01 · 근본성양자이론이 현실을 무엇이라고 말하는지 결정하는가
02 · 이론 통합현재 성공한 물리이론 사이의 구조적 충돌을 해소하는가
03 · 계산가능성미시 법칙을 실제 물질의 정량 예측으로 연결하는가
04 · 실험성원리적으로 관측 가능한 판별 신호를 만들 수 있는가
측정: 양자 → 고전거시적 현실과 확률의 기원을 다룬다.
중력: 양자 → 시공간우주와 블랙홀에서 이론의 경계를 다룬다.
다체계: 미시 → 물질상호작용에서 새로운 집단 법칙이 생기는 과정을 다룬다.