양자 베이즈주의에서 가장 중요하게 여기는 주장은 "양자 상태는 정보이다(quantum state as information)"입니다. 장회익 선생님의 <양자역학을 어떻게 이해할까?> 139-144쪽의 내용이 바로 이 점과 연결됩니다. 얼핏 보면 너무나 당연하게 여겨질 수도 있지만, 바로 이 점에 주목하는 것이 최근의 가장 인기 좋은 접근입니다.

가령 알랭 아스페, 존 클라우저, 안톤 차일링거가 2022년에 노벨물리학상을 받게 된 주요 업적은 "양자정보"에 대한 탐구와 개척이었습니다. 차일링거가 주도하는 오스트리아 빈 대학 양자광학 및 양자정보 연구소(IQOQI)의 차슬라프 브루크너는 차일링거와 더불어 양자역학을 정보의 관점에서 재구성하고 접근하는 근본적인 제안을 했습니다.

Časlav Brukner (2011) Questioning the Rules of the Game

[그림 출처: Brukner (2011)]

결국 양자역학의 상태는 위의 그림처럼 태를 준비하고($\rho$), 상태를 변환하고($U$), 물리량을 상태와 연관지어 측정하는($a$) 일련의 조작적 과정에 대한 정보처리라는 것이 브루크너의 핵심 주장입니다.

양자역학이라는 것이 그토록 복잡하고 어렵고 논쟁적이라면, 그리고 아인슈타인이 1936년의 논문 "물리학과 실재"에서 강조한 것처럼 미래 이론 또는 바탕 이론이 구축되어야 한다면, 그 가장 좋은 후보가 바로 정보이론이라는 것이 이런 접근을 하는 사람들의 선택입니다.

이것이 갑작스러운 것은 아닙니다. 2003년에 로브 클립턴, 제프리 붑, 한스 할보르손이 이미 이런 접근의 디딤돌을 놓았습니다.

• Clifton, R., Bub, J. & Halvorson, H. Characterizing Quantum Theory in Terms of Information-Theoretic Constraints.&nbsp;Foundations of Physics 33, 1561–1591 (2003). https://doi.org/10.1023/A:1026056716397 
  

2011년에 쥴리오 키리벨라, 쟈코모 마우로 다리아노, 파올로 페리노티 삼인방이 발표한 논문이 사람들의 주목을 크게 끌었습니다. 장회익 선생님과 최무영 선생님의 논문에서도 이 논문이 인용되어 있습니다.

• Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D’Ariano, and Paolo Perinotti (2011). Informational derivation of quantum theory. Phys. Rev. A 84, 012311. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.84.012311 
  

양자이론을 정보이론으로부터 유도해 낸다는 매우 흥미로운 발상입니다. 더 중요한 점은 그 접근이 성공적이라는 데 있습니다.

프랑스의 우주의 근본법칙을 탐구하는 연구소(irfu, Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers)의 알렉세이 그린바움(Alexei Grinbaum)은 2007년에 발표한 논문에서 양자역학을 해석하는 대신 양자역학을 재구성하는 것이 더 중요하고 의미가 있음을 설득력 있게 주장했습니다.

• Grinbaum, A. (2003) “Elements of Information-Theoretic Derivation of the Formalism of Quantum Theory”, International Journal of Quantum Information, 1(3), pp. 289–300. https://doi.org/10.1142/S0219749903000309 
• Grinbaum, A. (2007) “Reconstruction of Quantum Theory”. British Journal for the Philosophy of Science 58: 387–408. https://doi.org/10.1093/bjps/axm028 
• Grinbaum, A. (2007) “Reconstructing Instead of Interpreting Quantum Theory”, Philosophy of Science  74: 761-774. https://www.jstor.org/stable/10.1086/525620 

그린바움은 정보이론을 바탕으로 양자역학을 재구성하려는 세 가지 접근을 비교분석합니다. 

그린바움이 분석하는 세 가지 접근은 카를로 로벨리의 관계적 양자역학(RQM, Relational Quantum Mechanics), 크리스토퍼 푹스의 양자베이즈주의, 브루크너-차일링거의 정보이론 접근입니다.