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KAIST, 양자 인공지능 알고리즘 개발…기존 AI 기술 초월

  • 유경석 기자
  • 승인 2020.07.07  14:22:01
  • 2면
  • 댓글 0
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- 고전 컴퓨팅 대비 기하급수적 성능 발휘
IBM 클라우드 서비스 통해 시연

   
▲ 인공지능을 통한 분류에 있어 비선형 커널을 이용한 특징 분류 기술. 자료=KAIST
[일간투데이 유경석 기자] KAIST(총장 신성철)는 전기및전자공학부 및 AI 양자컴퓨팅 IT 인력양성연구센터 이준구 교수 연구팀이 독일 및 남아공 연구팀과의 협력 연구를 통해 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다.

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.

실제 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 시연하는 데 성공했다.

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 입증했다.

KAIST 박경덕 연구교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구결과는 국제 학술지 네이처 자매지인 'npj Quantum Information' 誌 2020년 5월 6권에 게재됐다. (논문명: Quantum classifier with tailored quantum kernel).

박경덕 KAIST 연구교수는 "커널 기반 양자 기계학습 알고리즘은 수년 안에 상용화될 것으로 예측되는 수백 큐비트의 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 컴퓨팅의 시대가 되면 기존의 고전 커널 기반 지도학습을 뛰어넘을 것"이라며 "복잡한 비선형 데이터의 패턴 인식 등을 위한 양자 기계학습 알고리즘으로 활발히 사용될 것"이라고 말했다.

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

유경석 기자 kangsan0691@naver.com

<저작권자 © 일간투데이 무단전재 및 재배포금지>
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