[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. 이번주 대전 벚꽃 본격 개화…벚꽃 명소는?
  2. [속보] 4·2재보선 충남도의원 당진 제2선거구 국힘 이해선 후보 당선
  3. '미니 지선' 4·2 재·보궐, 탄핵정국 충청 바닥민심 '가늠자'
  4. [속보] 4·2재보선 대전시의원 민주당 방진영 당선…득표율 47.17%
  5. [사설] 학교 '교실 CCTV 설치법' 신중해야
  1. 세종시 문화관광재단-홍익대 맞손...10대 관광코스 만든다
  2. 대전 중1 온라인 학업성취도 자율평가 재시험 "정상 종료"… 2주 전 오류 원인은 미궁
  3. 올해 글로컬대학 마지막 10곳 지정… 지역대 사활 건 도전
  4. [사설] 광역형 비자 운영, 더 나은 방안도 찾길
  5. 세종대왕 포토존, 세종시의 정체성을 담다

헤드라인 뉴스


윤석열 대통령 전격 파면… 헌재 8명 만장일치 `인용`
[이슈] 청소년 비행 잡고 불법촬영 막아주는 대전자치경찰위 `과학치안`
[이슈] 청소년 비행 잡고 불법촬영 막아주는 대전자치경찰위 '과학치안'

"이곳에서 술을 마시면 안 됩니다", "담배 피우지 마세요" 인적이 드문 골목이나 공원에서 청소년들이 음주와 흡연을 하며 비행을 저지를 때 인공지능(AI)이 부모님을 대신해 "하지 말라"고 훈계한다면 어떨까. 실제로 대전 대덕구 중리동의 쌍청근린공원 일대에는 어른 대신 청소년들의 일탈과 비행을 막는 스마트 AI 폐쇄회로(CC)TV가 설치돼 있다. 영상카메라라는 '눈'을 통해 AI가 담배를 피우는 동작과 술병 형태, 음주하는 행위를 감지해 그만할 때까지 경고 음성을 내뱉는 것이다. 이는 전국에서 처음으로 대전자치경찰위원회가 과학기술업..

`결국 폐업`…1분기 충청권 건설업 폐업신고 17건
'결국 폐업'…1분기 충청권 건설업 폐업신고 17건

올해 1분기 폐업 신고를 한 종합건설업체가 160곳에 달하는 것으로 나타났다. 이는 2020년 이후 같은 분기 대비 가장 높은 수준이다. 충청권 건설업체 폐업 신고 건수는 17곳으로 집계됐다. 3일 건설산업지식정보시스템(KISCON)에 따르면 올해 1월부터 3월까지 종합건설업체의 폐업 신고 건수(변경·정정·철회 포함)는 모두 160건으로 조사됐다. 이는 2024년 1분기(134건)보다 약 12% 늘어난 수준이다. 1분기 기준으로 비교하면, 2020년 이후 가장 큰 규모다. 최근 5년간 1분기 폐업 신고 건수는 ▲2024년 134건..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 윤석열 대통령 파면에 기뻐하는 시민들 윤석열 대통령 파면에 기뻐하는 시민들

  • ‘윤석열을 만장일치로 파면하라’ ‘윤석열을 만장일치로 파면하라’

  • 친구들과 즐거운 숲 체험 친구들과 즐거운 숲 체험

  • 한산한 투표소 한산한 투표소