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
李대통령 지지율 37.4%[리얼미터] [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령의 국정수행 지지율이 8주 연속 하락하며 또다시 최저치를 경신한 37.4%로 7일 집계됐다. 7일 리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난달 31일부터 이달 4일까지 전국 18살 이상 유권자 2510명을 대상으로 조사한 결과, 이 대통령의 국정수행에 대한 긍정 평가는 지난주보다 1.5%포인트(p) 내린 37.4%였다. 부정 평가는 59.5%로 지난주보다 0.8%p 상승했고 긍·부정 격차는 22.1%p였다.  [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 지난달 13일 오전 청와대에서 제43차 수석 보좌관 회의를 주재하고 있다. [사진=청와대] 2026.08.14 photo@newspim.com 권역별로는 서울에서 긍정 평가가 전주보다 6.0%p 하락했다. 또 대구·경북(2.9%p), 인천·경기(2.3%p)에서도 하락했다. 반면 대전·세종·충청은 5.6%p 올랐다. 연령대별로는 30대와 60대에서 각각 4.9%p 떨어졌고 40대는 2.1%p, 70대 이상은 1.3%p 하락했다. 반면 50대에서는 3.1%p 올랐다. 리얼미터는 이 대통령 지지율 하락 요인에 대해 "2기 개각 장관 후보자들을 둘러싼 특혜와 공소 취소 의혹 등 인선 논란과 부동산 세제 개편안 유턴, 대통령 사법 리스크 관련 조국 발언 파장이 겹치면서 정부 인사·정책 신뢰도에 대한 부정적 여론이 확산됐다"고 분석했다. 지난 3~4일 전국 18살 이상 유권자 1001명을 대상으로 실시한 정당 지지도 조사에서는 더불어민주당 41.8%, 국민의힘 37.6%로 집계됐다. 양당 격차는 4.2%p로 오차범위 안 이다. 민주당은 지난 조사보다 1.3%p 빠졌고 국민의힘은 0.1%p 떨어졌다.  조국혁신당은 4.5%, 개혁신당은 2.3%, 진보당은 1.3%였다. 기타 정당 2.1%, 무당층 10.5%였다. 리얼미터는 민주당에 대해 "정부의 2기 개각 후보자 자질 논란과 조국혁신당과의 합당·연대 신경전, 지도부 윤리감찰을 둘러싼 당의 내홍이 겹치면서 지지율 하락 요인으로 작용한 것으로 보인다"고 진단했다. 리얼미터는 국민의힘에 대해 "정부 인사·정책 잡음에 대한 공세를 이어갔지만 반사이익을 충분히 얻지 못했다"며 "전주와 비슷한 수준에서 횡보했다"고 분석했다. 이번 조사는 무선(100%) 자동응답(ARS)방식의 임의 전화걸기로 진행됐다. 대통령 국정수행 평가 조사 응답률은 4.2%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±2.0%p다. 정당 지지도 조사의 응답률은 3.8%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%p다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지에서 확인할 수 있다. pcjay@newspim.com 2026-09-07 08:49
사진
서울도보해설관광 야간 코스 개편 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 관광객이 밤까지 서울에 머물며 주변 상권과 다양한 관광 콘텐츠를 경험할 수 있도록 '서울도보해설관광' 야간 코스를 개편했다고 7일 밝혔다. 이번 개편으로 기존 9개 코스에 '남산 성곽'이 추가돼 10개로 늘어나고, 5월에서 10월까지던 운영 기간도 3월 중순에서 11월 중순까지로 늘어난다. 관광객들은 남산, 낙산성곽, 덕수궁 등 주요 명소를 도보로 탐방하면서 문화관광해설사의 이야기를 들을 수 있다. 마지막 해설 시작 시간은 기존 오후 7시에서 8시로 늦추고, 금요일에는 일부 코스에서 밤 9시 특별 투어도 운영한다. 남산 야간 신규 코스 [자료=서울시] 서울시는 도보관광과 지역명소·상권을 촘촘히 연결해 체류시간과 동선을 확장하고, 이를 통해 현재 추진 중인 '24시간 활력경제도시 서울'의 선순환 효과도 노리고 있다. '24시간 활력경제도시 서울'이 지향하는 야간경제는 시민에게 문화·체육·여가를 즐길 수 있는 풍요로운 저녁을, 관광객에게는 서울에 더 오래 머물 이유를 제공해 그 활력을 골목상권과 소상공인 매출로 연결하는 전략이다. 새로 추가된 남산 성곽 야간 코스는 약 60분 동안 2.06km를 걸으며 서울의 아름다운 경관과 역사적 매력을 경험할 수 있도록 설계됐다. 이 코스는 소월시비 정원 인근 남산 하늘숲길에서 시작해 주요 명소를 돌아본 후 팔각정에서 마무리된다. 해설 종료 후에는 팔각정과 남대문 시장을 연결해 관광객이 시장의 길거리 음식을 즐길 수 있도록 했다. 또 금요일 밤 9시에 출발하는 특별코스가 신설돼 관광객들은 늦은 시간에도 서울의 매력을 만끽할 수 있다. 지역 상권과의 연결성을 강화하며 관광 후 식도락과 문화 체험을 할 수 있도록 동선 개선에도 주력하고 있다고 시는 덧붙였다. 서울도보해설관광은 공식 누리집을 통해 예약할 수 있으며, 최소 3일 전에 희망 날짜와 시간대를 선택해 예약할 수 있다. 조성호 관광체육국장은 "신규 코스를 개설하고 운영 시간도 확대하는 등 서울도보해설관광을 업그레이드 했다"며 "이외에도 서울의 밤을 제대로 느껴보고 즐길 수 있도록 다양한 관광문화 정책들을 개발·추진해 나가도록 하겠다"고 전했다. kh99@newspim.com 2026-09-07 06:00
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