전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 ICT

속보

더보기

KAIST, 양자 인공지능 알고리즘 개발..."현재 기술 추월"

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

고전 컴퓨팅 대비 기하급수적으로 뛰어난 성능 발휘
IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습 시연

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 국내 연구진이 기존 인공지능 기술을 뛰어넘는 양자 인공지능 알고리즘을 개발했다.

KAIST는 전기및전자공학부 및 AI 양자컴퓨팅 IT 인력양성연구센터 이준구 교수 연구팀이 독일 및 남아공 연구팀과의 협력 연구를 통해 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 인공지능을 통한 분류에 있어 비선형 커널을 이용한 특징 분류 기술. [제공=KAIST] 2020.07.07 swiss2pac@newspim.com

양자 인공지능은 양자컴퓨터의 발전과 함께 현재의 인공지능을 앞설 것으로 크게 기대되고 있으나 연산 방법이 전혀 달라 새로운 양자 알고리즘의 개발이 절실하다. 특히 양자컴퓨터는 본질적으로 일차방정식을 잘 푸는 선형적 성질을 가지고 있어 복잡한 데이터를 다루는 비선형적 기계학습에 어려움이 존재했다.

하지만 이번 연구를 통해 비선형 커널이 고안되어 복잡한 데이터에 대한 양자 기계학습이 가능하게 됐다. 특히 이준구 교수팀이 개발한 양자 지도학습 알고리즘은 학습에 있어 매우 적은 계산량으로 연산이 가능하다. 따라서 대규모 계산량이 필요한 현재의 인공지능 기술을 추월할 가능성을 제시한 것으로 평가를 받고 있다.

이준구 교수팀은 학습데이터와 테스트데이터를 양자 정보로 생성한 후 양자 정보의 병렬연산을 가능하게 하는 양자포킹 기술과 간단한 양자 측정기술을 조합해 양자 데이터 간의 유사성을 효율적으로 계산하는 비선형 커널 기반의 지도학습을 구현하는 양자 알고리즘 체계를 만들었다. 이후 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 실제 시연하는 데 성공했다.

기계학습에 있어 중요한 문제 중 하나는 주어진 데이터의 특징(feature)을 구분해 분류하는 것이다. 간단한 예로 동물 이미지 학습데이터에서 입, 귀 등의 특징을 바탕으로 분류하기 위한 결정 경계(decision boundary)를 학습하고 새로운 이미지가 입력되었을 때 개 또는 고양이로 분류하는 작업을 생각해볼 수 있다.

데이터의 특징들이 잘 나타나는 경우에는 선형적 결정 경계만으로 분류할 수 있다. 그러나 입과 귀 모양의 특징으로만 개와 고양이를 분류하기 쉽지 않다면 새로운 결정 경계를 찾기 위해 특징에 관한 정보 공간의 차원을 확장해야 하는데 이러한 과정에서 비선형 커널 기술이 필요하다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 큐비트 IBM 양자 컴퓨터로 구현한 양자 기계학습의 예시. [제공=KAIST] 2020.07.07 swiss2pac@newspim.com

양자컴퓨팅은 고전 컴퓨팅과는 달리 큐비트(quantum bit, 양자컴퓨팅 정보처리의 기본 단위)의 개수에 비례해 정보 공간의 차원이 증가하기 때문에 이론적으로 고차원 정보처리에 있어 기하급수적으로 뛰어난 성능을 낼 수 있다.

연구팀은 이러한 양자컴퓨팅의 장점을 활용해 데이터 특징 대비 기하급수적인 계산 효율성을 달성하는 양자 기계학습 알고리즘을 개발했다.

이 교수 연구팀이 개발한 이 알고리즘은 저차원 입력 공간에 존재하는 데이터들을 큐비트로 표현되는 고차원 데이터 특징 공간(feature space)으로 옮긴 후, 양자화된 모든 학습데이터와 테스트데이터 간의 커널 함수를 양자 중첩을 활용해 동시에 계산하고 테스트데이터의 분류를 효율적으로 결정한다. 이때 사용되는 양자 회로의 계산 복잡도는 학습 데이터양에 대해서는 선형적으로 증가하나, 데이터 특징 개수에 대해서는 불과 로그(log)함수로 매우 천천히 증가하는 장점이 있다.

연구팀은 이와 함께 양자 회로의 체계적 설계를 통해 다양한 양자 커널 구현이 가능함을 이론적으로 증명했다. 커널 기반 기계학습에서는 주어진 입력 데이터에 따라 최적 커널이 달라질 수 있으므로, 다양한 양자 커널을 효율적으로 구현할 수 있게 된 점은 양자 커널 기반 기계학습의 실제 응용에 있어 매우 중요한 성과다.

연구팀은 IBM이 클라우드 서비스로 제공하는 다섯 개의 큐비트로 구성된 초전도 기반 양자 컴퓨터에서 이번에 개발에 성공한 양자 기계학습 알고리즘을 실험적으로 구현해 양자 커널 기반 기계학습의 성능을 실제 시연을 통해 이를 입증하는 데 성공했다.

이 연구에 참여한 박경덕 연구교수는 "연구팀이 개발한 커널 기반 양자 기계학습 알고리즘은 수년 안에 상용화될 것으로 예측되는 수 백 큐비트의 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 컴퓨팅의 시대가 되면 기존의 고전 커널 기반 지도학습을 뛰어넘을 것ˮ이라면서 "복잡한 비선형 데이터의 패턴 인식 등을 위한 양자 기계학습 알고리즘으로 활발히 사용될 것ˮ이라고 말했다.

한편 이번 연구는 각각 한국연구재단의 창의 도전 연구기반 지원 사업과 한국연구재단의 한-아프리카 협력기반 조성 사업, 정보통신기획평가원의 정보통신기술인력 양성사업(ITRC)의 지원을 받아 수행됐다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
내년 의대 490명 더 뽑는다 [서울=뉴스핌] 황혜영 기자 = 2027학년도 의과대학 모집 정원이 3548명으로 늘면서 전년보다 490명이 증원된다. 이에 따라 의대 합격선 하락과 재수 이상 'N수생' 증가, 상위권 자연계 입시 재편 등 입시 지형 변화가 불가피할 것으로 보인다. 10일 열린 보건복지부의 보건의료정책심의위원회(보정심)에 따르면 2027학년도 의대 정원이 현행 3058명에서 490명 늘린 3548명으로 확정됐다. 2028·2029학년도에는 613명, 2030·2031학년도에는 813명씩 증원하기로 했다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 정부가 2027∼2031학년도 의과대학 정원을 오늘 확정한다. 보건복지부는 10일 오후 보건의료정책심의위원회(보정심) 제7차 회의를 열고 의대 정원 규모를 논의한 뒤 브리핑을 진행해 2027∼2031학년도 의사인력 양성 규모와 교육현장 지원 방안을 발표할 예정이다. 사진은 이날 서울시내 의과대학 모습. 2026.02.10 mironj19@newspim.com 2027학년도 증원분 490명은 비서울권 32개 의대를 중심으로 모두 지역의사제 전형으로 선발되며 해당 지역 중·고교 이력 등을 갖춘 학생만 지원할 수 있는 구조다. 입시업계는 이번 정원 확대가 '지역의사제' 도입과 맞물려 여러 학년에 걸쳐 입시 전반을 흔들 것으로 보고 있다. 이번 증원은 현 고3부터 중학교 2학년까지 향후 5개 학년에 영향을 미칠 것으로 분석된다. 특히 의대 정원 확대에 따른 합격선 하락이 예상된다. 종로학원 분석에 따르면 2025학년도 의대 정원 확대로 합격선 컷이 약 0.3등급 낮아졌으며, 이번 증원도 최소 0.1등급가량 하락을 불러올 것으로 보인다. 당시 지역권 대학의 경우 내신 4.7등급대까지 합격선이 내려오기도 했다. 합격선 하락은 상위권 학생들의 '반수'와 'N수생' 증가로 이어질 가능성이 크다. 임성호 종로학원 대표는 "의대 문턱이 낮아질 것이란 기대가 생기면 최상위권은 물론 중위권대 학생까지도 재도전에 나설 가능성이 커진다"고 전망했다. 특히 2027학년도 입시가 현행 9등급제 내신·수능 체제의 마지막 해라는 점에서 이미 내신이 확정된 상위권 재학생들이 반수에 나설 가능성도 제기된다. 지역의사제 도입은 중·고교 진학 선택에도 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다. 지역전형 대상 지역의 고교에 진학해야 지원 자격이 주어지기 때문에 서울·경인권 중학생 사이에서는 지방 또는 경기도 내 해당 지역 고교 진학을 고려하는 움직임이 예상된다. 또 일반 의대와 지역의사제 전형 간 합격선 차이도 발생할 것으로 관측된다. 지원 단계부터 일반 의대를 우선 선호하는 경향이 강해 동일 학생이 두 전형에 합격하더라도 일반 의대를 택할 가능성이 높아 지역의사제 전형의 합격선은 다소 낮게 형성되고 중도 탈락률도 상승할 수 있다는 전망이 나온다. 전형 구조 측면에서도 변화가 예상된다. 김병진 이투스교육평가연구소 소장은 "490명 증원 인원 전체가 일반 지원자에게 해당되지는 않으며 지역인재전형과 일반전형으로 나눠 보면 실제 전국 지원자에게 영향을 주는 증원 규모는 약 200명 수준일 것"이라고 분석했다. 또 "최근 3년간 입시에서 모집 인원 변동에 가장 민감하게 반응한 전형은 수시 교과전형, 특히 지역인재전형이었다"며 "이번 증원에서도 교과 중심 지역인재전형의 모집 인원 증가 폭이 전체 입시 흐름을 결정할 것"이라고 전망했다.  hyeng0@newspim.com 2026-02-10 19:32
사진
알파벳 '100년물' 채권에 뭉칫돈 [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 인공지능(AI) 투자를 위한 실탄 확보에 나선 구글의 모기업 알파벳이 발행한 '100년 만기' 채권이 시장에서 뜨거운 반응을 얻었다. 100년 뒤에나 원금을 돌려받는 초장기 채권임에도 불구하고, 알파벳의 재무 건전성과 AI 패권에 대한 투자자들의 신뢰가 확인됐다는 평가다. 10일(현지시간) 블룸버그통신은 소식통을 인용해 알파벳이 영국 파운드화로 발행한 8억5000만 파운드(약 1조6900억 원) 규모의 100년 만기 채권에 무려 57억5000만 파운드의 매수 주문이 몰렸다고 보도했다. 이날 알파벳은 3년물부터 100년물까지 총 5개 트랜치(만기 구조)로 채권을 발행했는데, 그중 100년물이 가장 큰 인기를 끌었다. 알파벳은 올해 자본지출(CAPEX) 규모를 1850억 달러로 잡고 AI 지배력 강화를 위한 공격적인 행보를 이어가고 있다. 이를 위해 전날 미국 시장에서도 200억 달러 규모의 회사채 발행을 성공적으로 마쳤다. 강력한 수요 덕분에 발행 금리는 당초 예상보다 낮게 책정됐다. 또한 스위스 프랑 채권 시장에서도 3년에서 25년 만기 사이의 5개 트랜치 발행을 계획하며 전방위적인 자금 조달에 나섰다. 100년 만기 채권은 국가나 기업의 신용도가 극도로 높지 않으면 발행하기 어려운 '희귀 아이템'이다. 기술 기업 중에서는 닷컴버블 당시 IBM과 1997년 모토롤라가 발행한 사례가 있으며, 그 외에는 코카콜라, 월트디즈니, 노퍽서던 등 전통적인 우량 기업들이 발행한 바 있다. 기술 기업이 100년물을 발행한 것은 모토롤라 이후 약 30년 만이다. 미국 캘리포니아주 마운틴뷰의 구글.[사진=로이터 뉴스핌] 2026.02.11 mj72284@newspim.com ◆ "알파벳엔 '신의 한 수', 투자자에겐 '미묘한 문제'" 전문가들은 이번 초장기채 발행이 알파벳 입장에서는 매우 합리적인 전략이라고 입을 모은다. 얼렌 캐피털 매니지먼트의 브루노 슈넬러 매니징 파트너는 "이번 채권 발행은 알파벳 입장에서 영리한 부채 관리"라며 "현재 금리 수준이 합리적이고 인플레이션이 장기 목표치 근처에서 유지된다면 알파벳과 같은 기업에 초장기 조달은 매우 타당한 선택"이라고 평가했다. 그러면서 "알파벳의 견고한 재무제표와 현금 창출 능력, 시장 접근성을 고려할 때 100년 만기 채권을 신뢰성 있게 발행할 수 있는 기업은 전 세계에 몇 안 된다"고 강조했다. 하지만 투자자 입장에서는 신중해야 한다는 지적도 나온다. 초장기채는 금리 변화에 따른 가격 변동성(듀레이션 리스크)이 매우 크기 때문이다. HSBC은행의 이송진 유럽·미국 크레딧 전략가는 "AI 산업 자체는 100년 뒤에도 존재하겠지만, 생태계가 5년 뒤에 어떤 모습일지조차 예측하기 어렵다"며 "기업 간 상대적인 서열은 언제든 뒤바뀔 수 있다"고 꼬집었다. 실제로 금리 상승기에는 초장기채의 가격이 급락할 위험이 있다. 지난 2020년 오스트리아가 표면금리 0.85%로 발행한 100년 만기 국채는 이후 금리가 오르면서 현재 액면가의 30%도 안 되는 가격에 거래되고 있다. 이를 두고 슈넬러 파트너 역시 "투자자 입장에서 이 채권의 매력은 훨씬 미묘하고 복잡한 문제"라고 했다. mj72284@newspim.com 2026-02-11 01:35
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동