[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. 설동호 체제 마무리…오석진號 대전교육, 무엇이 달라질까
  2. 극심한 국내 증시 변동성에…대전 '동전주' 기업, 상장폐지 긴장감 확산
  3. 잇단 비위 문제터진 대전경찰… 수사권 재편 과정 하락한 신뢰도 문제
  4. [한화에어로 참사] “사람은 안 늘고 일만 늘었다”…원가 절감 기조 도마 위
  5. 한화에어로 참사 일주일 만에 아워홈 용인공장서도 끼임 사고
  1. 민선 4대 세종시의회 10일 개회… 유종의 미 거둔다
  2. 대전국토청 ‘2026년 상반기 충청권 교통안전협의체’ 개최
  3. '반국가단체' 몰렸던 청람회… 대전지검, 45년 만에 무혐의 처분
  4. 국방과 우주과학 기술과 전문가 대전서 총집합
  5. 혹서기 이동노동자 생수 나눔 캠페인

헤드라인 뉴스


보행친화도시라더니… 세종 도심 보도블록 관리 `허술`

보행친화도시라더니… 세종 도심 보도블록 관리 '허술'

'보행친화도시'를 지향하는 세종시가 정작 도심 내 보도블록 관리에는 소홀해 시민 안전을 위협하고 있다는 지적이 제기됐다. 세종시의회 이순열 의원(도담·어진동, 더불어민주당)은 10일 열린 제106회 임시회 제1차 본회의에서 보행친화도시 세종을 위한 보도 안전 및 체계적인 관리 방안을 제안했다. 이 의원은 '세종은 지금, 걷고 싶은 도시로 향하고 있는가?'라는 주제의 5분 자유 발언을 통해 도담동 먹자골목의 보도블록 파손과 단차 등 열악한 보도 환경의 실태를 꼬집었다. 실제 세종시의 '영조물 손해배상 공제' 자료에 따르면, 2023년..

삼전·하닉 충청권 투자 저울질…민선 9기 선제대응 시급
삼전·하닉 충청권 투자 저울질…민선 9기 선제대응 시급

삼성전자와 SK하이닉스가 충청권 투자를 저울질하는 가운데 지역 실익을 극대화하기 위한 민선 9기 시도지사 당선인들의 선제 대응이 시급하다. 우리나라 반도체 투톱으로 글로벌 메모리 대표 기업의 투자를 유치할 경우 충청권이 한국 경제 견인을 위한 신성장 엔진으로 우뚝 설 수 있기 때문이다. 두 기업 투자 유치 여부는 대전·충남 행정통합 추진이 사실상 제동이 걸린 가운데 지역 미래 발전을 위한 중대 변곡점으로 작용할 것으로 보여 전력투구가 요구된다. 10일 정치권과 산업계 등에 따르면 정부와 재계 안팎에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 수도..

세종 첫 `Ready korea` 훈련…"열차 탈선에 항공유 폭발"
세종 첫 'Ready korea' 훈련…"열차 탈선에 항공유 폭발"

세종지역에서 처음으로 범정부 합동 복합재난 훈련 '레디 코리아'(Ready korea)가 실시됐다. 집중호우로 인한 열차 탈선과 이에 따른 폭발·누출 사고를 전제로 훈련이 진행됐는데, 대형·복합재난에 대한 지역 내 첫 범정부 대응체계 점검이 이뤄졌다는 점에서 의미가 크다. 10일 행정안전부에 따르면 이번 훈련에는 국토교통부 등 중앙부처·기관과 세종시, 세종소방본부, 세종경찰청, 세종충남대병원, 한국철도공사, 한국전력공사, 대한적십자사, 32사단 등 25개 관계기관이 참여했다. 레디 코리아 훈련은 2023년 경기 성남 율현터널 고속철..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’ 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’

  • 놀이기구로 날리는 더위 놀이기구로 날리는 더위

  • 혹서기 이동노동자 생수 나눔 캠페인 혹서기 이동노동자 생수 나눔 캠페인

  • ‘무럭무럭 자라거라’ ‘무럭무럭 자라거라’