양자컴퓨터 이미지 - 사이언스 제공

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양자역학을 활용해 기존 인공지능(AI) 기술을 뛰어넘는 양자 인공지능 알고리즘이 개발됐다.

독일 사이버네틱스사, 카이스트 전기전자공학부, AI양자컴퓨팅 IT인력양성연구센터, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 화학물리학부, 국립이론물리학연구소 공동연구팀은 기존 인공지능의 성능보다 뛰어난 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 정보통신분야 국제학술지 ‘양자정보’(npj Quantum Information)에 실렸다.

양자 AI는 양자컴퓨터의 발전과 함께 현재 AI를 앞설 것으로 기대되고 있지만 연산 방법이 달라져 새로운 양자 알고리즘 개발이 필요하다. 연구팀은 학습데이터와 테스트데이터를 양자정보로 만든 뒤 양자 정보의 병렬 연산을 가능케 하는 양자포킹 기술과 간단한 양자 측정기술을 조합해 계산할 수 있는 비선형 커널 기반 양자 알고리즘 시스템을 만들었다.

인공지능 기계학습에서 가장 중요한 것은 주어진 데이터의 특징을 구분해 분류하는 것이다. 문제는 데이터 특징만으로 데이터를 분류하기 쉽지 않다면 새로운 특성을 찾아 분류할 수 있는 비선형 커널 기술이 필요하다. 연구팀은 양자컴퓨팅의 장점을 활용해 기하급수적 계산 효율성을 높이는 양자 기계학습 알고리즘을 개발했다. 연구팀은 실제로 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 실제 시연하는데 성공했다.

이준구 카이스트 전기전자공학부 교수는 “이번에 개발한 양자 지도학습 알고리즘은 적은 계산량만으로도 연선이 기능하기 때문에 대규모 계산량이 필요한 현재 인공지능 기술을 추월할 가능성을 제시했다는 점에 있어서 의미가 크다”라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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