[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. 대전 트램 또 지연되나…8개월째 호남선 비개착공사 시공사 선정 난항
  2. 한성숙 국무총리, 청도 운문댐 방문
  3. 대전시 충남도 공공기관 2차이전 정주여건 확보 시급
  4. 홈플러스 충청권 5곳 영업 재개…상품 채우기 ‘속도전’
  5. 국가재정범죄 수사 대전중수청으로… 관세·국세 수사 전문인력 주목
  1. 국립대 '등록금 0원' 검토… 대전 대학가 셈법 복잡
  2. [주말사건사고] 폭염 속 대전·충남서 아파트 화재·정전 잇따라…주민 대피·불편
  3. 당진시 파견 충남 공무원, 농가보조금 약 12억 원 횡령…충남도, "엄정 조치할 것"
  4. 충청권 의대 7곳 신입생 10명 중 7명 ‘지역선발’… 대전도 69.7%
  5. 쓰레기와 악취에 몸살 앓는 으능정이거리

헤드라인 뉴스


대전 가계대출 연체율 역대최고… 기타대출 증가액 600억원 달해

대전 가계대출 연체율 역대최고… 기타대출 증가액 600억원 달해

대전지역 시중은행의 가계대출 연체율이 역대 최고치로 올라선 상황에서 신용대출 등을 포함한 기타대출 증가액이 600억 원에 달하는 것으로 나타났다. 코스피가 급등했던 5월 기타대출이 평소보다 많이 실행된 것인데, 최근 증시가 바닥을 향하고 있어 연체율이 더욱 높아지는 게 아니냐는 우려가 나온다. 10일 한국은행에 따르면 5월 기준 대전 가계대출 연체율은 0.51%로, 4월(0.50%)보다 0.01%포인트 늘어난 것으로 집계됐다. 대전 가계대출 연체율이 0.51%까지 증가한 건 한국은행이 관련 통계를 집계하기 시작한 2019년 12월..

대전 선도지구 공모 탈락 구역들, 2차 공모 준비 `분주`
대전 선도지구 공모 탈락 구역들, 2차 공모 준비 '분주'

대전 노후계획도시 정비 선도지구 1차 선정 이후 탈락한 구역들의 움직임이 분주하다. 올해 10월 또는 11월 전반적인 선정 방식 등이 발표될 예정인 가운데 탈락구역 대부분은 1차 탈락 원인 분석과 동시에 주민대표단 구성을 위한 사전 작업에 나서는 등 재도전을 준비하고 있다. 10일 대전시와 정비업계 등에 따르면 대전 선도지구 1차 선정에 도전한 구역은 1구역(상록수·상아·초원·강변) 3899세대과 7구역(향촌·파랑새) 2056세대, 8구역(은초롱·꿈나무·샘머리1·샘머리2·둥지) 5440세대, 9구역(수정타운) 2010세대, 11구역..

당진시 파견 충남 공무원, 농가보조금 약 12억 원 횡령…충남도, "엄정 조치할 것"
당진시 파견 충남 공무원, 농가보조금 약 12억 원 횡령…충남도, "엄정 조치할 것"

충남 당진시에 파견된 충남도청 소속 공무원이 지방보조금 12억 5000여 만 원에 달하는 농가 보조금을 횡령한 것으로 나타났다. 이에 충남도는 해당 사건에 대한 즉각적인 사실관계 조사와 엄정 조치에 나서겠단 방침이다. 특히 지방보조금 집행 전반에 대한 집중 점검과 정부 시스템 개선 건의 등 재발 방지 대책에 대한 계획도 함께 제시했다. 충남도와 당진시 등에 따르면 올해 1월 충남도에서 당진시로 파견된 30대 공무원 A씨는 지방비 보조금 관리 시스템의 허점을 악용해 5개월여 동안 농가에 지급되어야 할 보조금을 자신의 계좌로 입금받는..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘에어컨 파워냉방으로 틀었음’ ‘에어컨 파워냉방으로 틀었음’

  • 광복절 앞 태극기 나눔 광복절 앞 태극기 나눔

  • 쓰레기와 악취에 몸살 앓는 으능정이거리 쓰레기와 악취에 몸살 앓는 으능정이거리

  • 도심 속 시원한 물놀이 도심 속 시원한 물놀이