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
국힘 최고위, 한동훈 '제명' 의결   [서울=뉴스핌] 신정인 기자 = 국민의힘이 29일 최고위원회의를 열고 한동훈 전 국민의힘 대표에 대한 '제명' 징계안을 의결했다. 최보윤 국민의힘 수석대변인은 이날 오전 서울 여의도 국회 본관에서 브리핑을 통해 "한동훈 전 대표에 대한 당원 징계안이 윤리위 의결대로 최고위에서 의결됐다"고 밝혔다. 이번 표결에는 최고위원 6명과 당 대표, 원내대표, 정책위의장 등 총 9명이 참여했다. 최 수석대변인은 "표결 내용이나 찬반 부분은 비공개"라며 구체적인 표결 결과는 공개하지 않았다. 징계 의결의 취지에 대해 최 수석대변인은 "의결 취지는 이미 윤리위 내용이 공개돼 있어 그 부분을 참고하면 된다"며 "기존 말씀드렸듯이 윤리위 의결대로 최고위에서 의결됐다"고 설명했다. 이날 의결 과정에서 징계 수위를 낮춰야 한다는 논의가 있었는지에 대한 질문에는 "최고위원들 사이 사전회의는 배석하지 않아서 내용을 알지 못한다"고 답했다. 또한 "의결 때 비공개였고 저도 배석하지 않은 관계로 내용에 대해 말씀드리기 어렵다"고 덧붙였다. 장동혁 국민의힘 대표(좌)와 한동훈 전 대표 [사진=뉴스핌 DB] 최 수석대변인은 "절차적으로 의결에 대한 통보 절차가 있을 것으로 보인다"며 "이미 의결이 된 부분으로서 결정된 부분"이라고 강조했다. 징계는 의결과 동시에 효력이 발생한다. 한편 한 전 대표가 가처분을 신청할 가능성에 대해서는 "당 입장은 따로 없다"며 "신청되면 신청 절차에 임해서 필요한 부분 소명이나 그런 부분이 있을 것으로 보인다"고 말했다.  한편 한 전 대표는 이날 오후 국회에서 긴급 기자회견을 열고 제명 확정에 대해 언급할 것으로 전해졌다. allpass@newspim.com 2026-01-29 10:14
사진
[금/유가] 금값 5300불 돌파 [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 28일(현지시간) 금값이 온스당 5300달러를 돌파하며 역사적인 신고가 행진을 이어갔고, 국제유가는 도널드 트럼프 미국 대통령의 "대규모 함대 이란 파견" 발언에 4개월 만에 최고치로 치솟았다. 이날 뉴욕상품거래소(COMEX)에서 2월 인도분 금 선물은 전장보다 4.3% 오른 온스당 5301.60달러에 마감했다. 금 현물은 장중 온스당 5325.56달러까지 급등했다. 금값은 최근 미 달러화 약세 추세를 반영하며 연일 고공행진 중이다. 이날 스콧 베선트 미 재무장관이 "엔화 부양을 위한 인위적 개입은 없다"고 선을 그으면서 달러화가 반등했음에도 불구하고 금 가격의 오름세는 꺾이지 않았다. 미 연방준비제도(Fed)가 시장의 예상대로 기준금리를 3.50~3.75%로 동결했지만 금값은 이를 소화하며 상승폭을 유지했다. 전문가들은 현재 금 시장이 외부 변수를 넘어선 강력한 관성에 의해 움직이고 있다고 분석했다. 재너 메탈스의 피터 그랜트 부사장 겸 선임 금속 전략가는 "달러 반등에도 불구하고 금 강세가 지속되고 있다"며 "현시점에서 귀금속 랠리는 일종의'독자적인 생명력'을 갖게 된 것 같다"고 진단했다. 그랜트 부사장은 "기술적으로 금이 과매수 구간에 있어 조정에 취약할 수 있다"면서도 "강력한 저가 매수세가 유입되는 환경인 만큼 다음 목표가는 5400달러가 될 것"이라고 전망했다. 골드바 [출처=블룸버그] 국제유가는 중동발 지정학적 리스크와 미국의 원유 재고 감소 소식으로 4개월 래 최고치 부근에서 마감했다. 뉴욕상업거래소(NYMEX)에서 3월 인도분 서부텍사스산원유(WTI)는 전장보다 82센트(1.31%) 오른 배럴당 63.21달러에 마감했다. 런던 ICE 선물거래소의 브렌트유 3월물은 83센트(1.23%) 상승한 68.40달러를 기록했다. 트럼프 대통령의 강경 발언은 이날 유가를 끌어올렸다. 트럼프 대통령은 이날 이란을 향해 핵 협상 테이블로 나올 것을 촉구하며 "그렇지 않으면 미국의 다음 공격은 더욱 강해질 것"이라고 경고했다. 이어 그는 "이미 대규모 함대가 이란으로 향하고 있다"고 밝혔다. 이에 이란 정부는 "그 어느 때보다 강력하게 대응할 것"이라며 맞받아쳐 긴장감을 고조시켰다. 미국 원유 재고의 깜짝 감소도 상승 재료였다. 미 에너지정보청(EIA)은 지난주 원유 재고가 230만 배럴 감소한 4억 2380만 배럴이라고 집계했다. 이는 당초 전문가들이 예상했던 '180만 배럴 증가'와 정반대의 결과로, 공급 부족 우려를 자극했다. 다만 러시아와 우크라이나의 평화 협상 소식은 유가상승 폭을 제한했다. 러시아 인테르팍스 통신은 크렘린궁을 인용해 러시아와 우크라이나, 미국 간의 3자 협상이 오는 2월 1일 아부다비에서 재개될 예정이라고 보도했다. 프라이스 퓨처스 그룹의 필 플린 수석 애널리스트는 "시장은 미국의 함대(Armada) 파견 우려로 장중 상승세를 보였으나 평화 협상 가능성이 제기되면서 상승분을 일부 반납했다"고 설명했다. mj72284@newspim.com 2026-01-29 06:35
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