[사이언스칼럼] AI의 한계를 넘는 양자컴퓨팅 시대를 대비하자

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼] AI의 한계를 넘는 양자컴퓨팅 시대를 대비하자

윤강준 수리과학연구소 부산의료수학센터장

  • 승인 2024-09-19 17:16
  • 신문게재 2024-09-20 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
clip20240919103254
윤강준 수리과학연구소 부산의료수학센터장
AI에 의해 촉발된 4차산업혁명은 AI와 고도한 ICT기술과의 결합에 의해서 촉발됐는데, 이 두 기술의 연결고리는 딥러링 기반 AI가 데이터로부터 유효한 정보를 생성할 수 있도록 무수히 많은 인공신경망 (Artificial Neural Network)을 학습시킬 수 있는 방법을 제시한 수학에 있으며, 이로 인해 세계적으로 수학이 국가 경쟁력을 좌우하고 있습니다. 즉, 국가 과학기술의 혁신은 수학의 뒷받침이 필수적이며, 이렇게 활용되는 수학이 바로 산업수학입니다. 산업수학은 수학적 이론과 분석방법을 활용해 세상의 문제를 해결하거나 산업의 부가가치를 창출하는 활동 또는 이를 위한 연구입니다.

이렇듯, 국가의 미래를 선도하는 신성장 에너지인 산업수학이 산업문제 해결의 열쇠이며 미래가치를 창출하는 원동력으로 작용하는 것은 수학의 지식이 아닌 지·산·학·연 협력을 통한 수학적 사고의 소통에 있다고 여깁니다.



저는 1993년 KAIST 대학원을 시작으로 30년 넘게 해석학, 컴퓨터 그랙픽스, 전산 유체역학, 영상처리, 금융수학, 신약개발, AI 등 다양한 분야에서 연구활동을 수행했으며 그 과정에서 의미있는 연구성과를 남겼습니다. 많은 분야를 다루다 보면 한 분야에 대한 전문성을 얻는 데 어려움이 있을 것이라는 지적이 있을 수 있는데, 이것들을 경험할 수 있었던 까닭은 제가 수학을 전공했기 때문입니다. 수학은 자연현상을 기술하고 해석하는 언어로써 새로운 분야을 접하더라도 문제가 무엇을 뜻하고 문제을 형성하는 요소들이 어떻게 관련되는지를 파악하면 이를 방정식이나 함수 등 수학적 언어로 기술해 최적의 해를 논리적 전개를 통해 찾아가는 과학적 접근이 수학입니다.

뉴턴은 사과는 떨어지는데, 왜 달은 지구에 떨어지지 않은 것일까에 의문을 품고 운동하는 물체에 대한 연구를 진행했습니다. 그는 운동의 변화에 대한 원인에 대해서 과학적으로 규명하고 싶었지만, 그 당시에는 변화의 정도를 표현하는 방법이 없었습니다. 그래서 그는 속도의 변화를 수학적으로 표현하는 방법을 고안하고 그것을 이용해 운동의 변화에 대한 원인 '힘'이라는 개념으로 사용해 운동법칙 F=ma 즉 질량을 갖는 물체의 운동변화는 그 물체에 작용하는 힘의 크기와 동일하다는 자연의 이치를 밝혔으며, 이를 기반으로 행성의 운행법칙인 만유인력의 법칙을 찾아냈습니다. 그런데 그가 변화의 정도를 수학적 언어로 표현한 방법은 지금 우리에게 너무나 잘 알려진 미분입니다.



수학이라는 언어로 산업계와 소통하기 위해서는 산업계에서 요구되는 기술이 무엇인지를 정확하게 파악해 수학적으로 표현하고, 이를 통해 신속하게 해결하는 방법을 제시하는 능력이 요구됩니다. 이런 연유 때문에, AI의 급속한 발전으로 디지털 전환을 통한 산업계의 혁신을 계획하고 있는 과정에서 국가와 사회가 수학계의 역할에 기대하는 이유이기도 합니다.

AI는 4차 산업혁명을 촉발하고 또 선도하고 있지만 정보의 불확실성 및 데이터 편향성, 그리고 계산시간 등 중요하게 극복해야 할 문제에 직면에 있는데, 양자우월성을 기반한 양자컴퓨팅은 이런 도전를 해결할 대한으로 주목을 받고 있으며 AI와 결합한 양자컴퓨팅 시대가 곧 도래할 것으로 예상하고 있습니다.

양자 우월성(Quantum supremacy)이란 양자컴퓨터가 기존의 슈퍼컴퓨터의 성능을 능가한다는 것으로 2019년에 슈퍼컴퓨터를 이용해 푸는 데 1만 년 걸릴 수학문제를 구글이 개발한 시커모어 양자컴퓨터로 3분 20초 만에 풀었다고 구글이 발표하면서 알려지게 됐습니다.

양자컴퓨터는 아직 개발단계에 있지만, 보편적으로 사용되는 때가 곧 올 것으로 예상되며 산업계는 기존의 AI 기반으로 개발된 기술들을 양자컴퓨터와의 연계 또는 전환을 시도할 것입니다. 양자컴퓨팅시대를 대비하고 지속적인 기술선진국으로 남기 위해서는 우리는 이제 양자컴퓨팅을 위한 근본적이고도 핵심적인 알고리즘에 대한 연구가 시급하며, 그래서 수학에 대한 기대가 다시 커지고 있습니다. 윤강준 수리과학연구소 부산의료수학센터장

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 구미, 주민안전 무시한 보행자 보도정비공사 논란
  2. 안양시, 평촌신도시 정비 ‘청신호’ 가속
  3. 영천, '신성일기념관 개관 기념' 고향사랑기부 이벤트
  4. "아산페이 안 쓰면 손해"-연말까지 18% 할인 연장, 법인 10% 연장 할인
  5. 아산소방서, 전통사찰 화재 예방훈련
  1. 천안시, 청소년유해환경 개선 합동점검·단속 및 캠페인
  2. 삼성디스플레이, 취약가정에 1억5천만원 후원
  3. 아산시 음봉어울림도서관, '시선 너머의 이야기' 전시
  4. 천안법원, 음주 측정 거부한 50대에 '징역형'
  5. 천안법원, 지인 간 법적소송에서 위증한 혐의 50대 남성 무죄

헤드라인 뉴스


국정자원 화재 나비효과 막아라

국정자원 화재 나비효과 막아라

사상 초유의 국가 전산망 마비를 불러온 대전 국가정보자원관리원 화재. 정부는 신속한 시스템 복구에 나서 최악의 상황은 막았지만, 이번 사태가 대전 등 충청권에 가져온 과제는 만만치 않다. 무엇보다 지역 공공 자산인 국정자원 이전설이 꼬리에 꼬리를 물고 나온다. 공공기관이 특정 지역의 주요 성장 동력으로 작용한다는 점에서 달갑지 않다. 갈수록 심화되는 수도권 일극체제를 극복하고 국가균형발전을 견인하기 위해선 지역의 공공기관을 지키고 새로운 인프라를 유치하는 노력이 시급하다. 중도일보는 '국정자원 화재 나비효과 막아라' 시리즈를 통해..

한미 통상·안보 팩트시트 발표… 상호관세 15% 인하, 핵잠 승인 담겨
한미 통상·안보 팩트시트 발표… 상호관세 15% 인하, 핵잠 승인 담겨

자동차와 반도체 분야 관세율을 포함한 한미 간의 무역 협상이 최종 마무리됐다. 한국의 핵추진 잠수함 건조와 우라늄 농축 및 사용후핵연료 재처리를 포함한 양국의 안보 협상도 문서 형태로 공식화됐다. 대통령실과 백악관은 14일 오전 이 같은 내용이 담긴 양국의 관세·안보 협상에 대한 '조인트 팩트시트'(공동 설명자료)를 동시에 공개했다. 지난달 한미정상회담 직후 나올 예정이던 팩트시트 발표가 지연되면서 세부 내용에서 이견을 보이는 것 아니냐는 관측도 나왔지만, 이날 공개된 팩트시트에는 지난 정상회담 당시 발표된 내용이 고스란히 반영됐다..

대전시의회, "대전교도소 이전 지지부진…市 대책시급"
대전시의회, "대전교도소 이전 지지부진…市 대책시급"

대전교도소 이전사업이 8년째 진척을 보지 못하면서 대전시의 명확한 추진 전략 마련이 필요하다는 지적이 시의회 행정사무감사에서 제기됐다. 교도소 과밀화와 시설 노후 문제는 이미 한계를 넘었지만, 이전 사업이 장기간 답보 상태에 놓이며 후적지 개발 계획 역시 실효성이 떨어지고 있다는 우려가 커지고 있다. 14일 열린 대전시의회 제291회 정례회 도시주택국 행정사무감사에서 방진영 의원(더불어민주당·유성구2)은 "대전교도소는 수용률이 142.9%에 달해 전국 평균(122.1%)을 크게 웃돌고, 노후 시설로 국가인권위원회의 개선 권고까지 받..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 2025 청양군수배 풋살 최강전…초등 3~4학년부 4강전 2025 청양군수배 풋살 최강전…초등 3~4학년부 4강전

  • 2025 청양군수배 풋살 최강전…초등 5~6학년부 예선 2025 청양군수배 풋살 최강전…초등 5~6학년부 예선

  • ‘수능 끝, 해방이다’ ‘수능 끝, 해방이다’

  • 2026학년도 대학수학능력시험 시작 2026학년도 대학수학능력시험 시작