기술/연구

"빛으로 AI 한계 돌파!" 양자컴퓨터, 진짜 세상을 바꿀까?

댓글 1 · 저장 0 · 편집: 이도윤 기자 발행: 2025.06.03 12:11

기사 3줄 요약

1 빛 이용한 양자컴퓨터, AI 성능 크게 높여
2 기존 AI보다 데이터 분류 정확도 월등함 증명
3 복잡한 기술 없이도 가능, 미래 AI 혁신 기대

지금 우리가 쓰는 AI, 정말 똑똑하죠? 하지만 가끔은 뭔가 부족하다, 한계가 있다는 느낌을 받을 때가 있습니다. 그런데 최근, 과학자들이 바로 이 AI의 한계를 빛의 힘으로 깨부수는 놀라운 기술을 선보였습니다. 마치 SF 영화에서나 보던 이야기가 현실이 될지도 모릅니다. 국제 공동 연구팀이 빛을 이용하는 특별한 컴퓨터 칩, 바로 '광자 프로세서'를 사용했습니다. 이 칩으로 AI가 데이터를 분류하는 능력을 시험했는데, 결과는 정말 놀라웠습니다. 기존의 가장 뛰어난 AI 기술보다 더 정확하게 일을 해냈다는 소식입니다.

그래서, 빛으로 뭘 어떻게 했다는 거야?

연구팀은 '양자 간섭'이라는 빛 알갱이들의 신기한 성질을 활용했습니다. 쉽게 말해, 빛 알갱이들이 서로 만나 영향을 주고받으며 계산을 하는 것입니다. 이런 방식으로 데이터를 '두 가지 중 하나로 골라내는 작업(이진 분류)'을 시켰더니, 엄청난 성능을 보여주었습니다. 더욱 놀라운 점은 이 과정에서 아주 복잡한 기술이 필요 없었다는 사실입니다. 기존 양자컴퓨터 연구에서는 '얽힘'이라는 까다로운 기술이 중요하게 여겨졌습니다. 하지만 이번 연구는 그런 복잡한 과정 없이도 뛰어난 결과를 얻을 수 있다는 것을 증명했습니다.

기존 AI랑 비교하면 얼마나 대단한 건데?

연구팀은 자신들의 새로운 방식이 기존에 가장 똑똑하다고 알려진 AI의 데이터 분류 규칙들, 예를 들어 '가우시안 커널'이나 '신경 탄젠트 커널' 같은 방법들보다 더 뛰어나다고 밝혔습니다. 특히 빛 알갱이 하나하나가 가진 특별한 성질을 이용했을 때, 정확도가 더욱 높아졌습니다. 어떤 조건에서는 거의 100%에 가까운 정확도를 보이기도 했습니다. 이것은 마치 우리가 그냥 눈으로 볼 때보다 훨씬 더 정교한 특수 안경을 쓰고 사물을 구분하는 것과 비슷합니다. 양자컴퓨터가 빛을 이용해 데이터를 더 깊이 이해하고, 더 정확하게 판단할 수 있게 된 것입니다. 이런 발전은 AI가 앞으로 더 어려운 문제들을 해결하는 데 큰 도움을 줄 수 있습니다.

이 기술, 진짜 세상을 바꿀 수 있을까?

이번 연구 결과는 여러 가지 면에서 큰 의미를 가집니다. 우선, AI 알고리즘의 효율성을 엄청나게 높일 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 또한, 복잡한 AI 작업을 처리하는 데 필요한 에너지와 컴퓨터 자원을 크게 줄일 수 있다는 희망도 주었습니다. 빛을 이용한 계산은 기존 전자 회로보다 에너지 효율이 훨씬 좋습니다. 특히 이번 연구처럼 빛 알갱이 하나하나를 활용하는 방식은 아주 적은 전력으로도 빠른 계산이 가능합니다. 이것은 앞으로 AI 기술이 더 널리 쓰이고 발전하는 데 중요한 발판이 될 것입니다.

실험은 어떻게 했길래 이런 결과가 나왔어?

연구팀은 매우 정교하게 설계된 실험 장치를 사용했습니다. 여기에는 특정 파장의 빛 알갱이들을 만들어내는 '단일광자쌍 생성기'와, 이 빛 알갱이들의 경로를 정밀하게 조종하는 6개의 입출력 통로를 가진 '광자 프로세서'가 포함되었습니다. 이 칩 안에서 빛 알갱이들은 복잡한 경로를 거치며 계산을 수행했습니다. 데이터는 이 장치들을 거치면서 고차원의 양자 상태로 변환되었고, 이를 '서포트 벡터 머신(SVM)'이라는 AI 학습 모델에 입력하여 분류 정확도를 측정했습니다. 연구진은 40개에서 100개에 이르는 다양한 크기의 데이터셋으로 반복 실험했고, 그때마다 양자 방식을 사용한 커널이 기존 방식보다 꾸준히 높은 정확도를 기록했습니다. 이번 연구는 양자컴퓨터가 단순한 이론을 넘어 실제로 AI의 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 보여준 중요한 사례입니다. 앞으로 자연어 처리, 이미지 분석, 의료 데이터 분석 등 다양한 분야에서 이 기술이 활용될 것으로 기대됩니다. 머신러닝 기술이 실제 양자 플랫폼에서 어떻게 구현되고 있는지를 실질적으로 보여주는 드문 사례로 평가됩니다. 이 획기적인 연구는 오스트리아 빈 대학교, 영국 퀀티뉴엄, 이탈리아 폴리테크니코 디 밀라노 등이 참여한 국제 공동 연구팀에 의해 진행되었으며, 세계적인 과학 저널 '네이처 포토닉스'에 발표되었습니다. AI 기술 발전의 새로운 지평이 열릴지 주목됩니다.

편집자: 이도윤 기자

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