시험의 소멸과 입시제도의 종말. 인간의 두뇌와 컴퓨터를 연결시키는 기술이 BCI이며 다양한 성과가 나오고 있다. 인간의 두뇌향상은 이제 컴퓨터의 향상과 맞물린다. 구글의 사카모어칩은 일반 수퍼컴퓨터가 1만년 걸리는 연산, 분석을 200초 내에 해낸다. 인간이 이런 시카모어 양자칩을 두개골에 따끔 집어넣으면 현재 한국의 고민 입시, 시험의 의미가 사라진다.

1. 미래의 교육은 어떤 모습일까?

미래의 교육은 인간이 무엇을 암기하는 것이 아니라, 뇌는 엄청난 정보를 컴퓨터로부터 연결되어 필요시 언제든지 핸드폰을 켜서 업데이된 뉴스를 보듯이, 두개골의 뉴럴링크를 켜서 정보를 인지하고 그것으로 무엇을 창조하고, 무슨 기술, 무슨 프로젝트, 무슨 솔루션을 만들까 친구나 연구들들끼리 협업하면서 만들어내는 메이커의 시대가 온다. 공부를 하러 둘러 앉야있는 학교가 아니가 다양한 창어센터, 메이커센터, 등에서 아이들은 엄청나게 업데이트되는 두뇌의 정보를 찾아내고, 검색하고, 촛점을 맞추어서 자신의 것을 만들어내게된다.

학교는 이제 교실과 책상이 아니라 대부분 창업센터, 창업지원센터, 스타트업센터로 변하고 시험은 사라지고, 졸업장이 필요가 없어지고, 수시로 업그레이드되는 정보를 받아 자신이 원하는 정보를 가장 손쉽고 빠르게 찾는 능력이나 기술을 교사나 교수들에게 배우거나, 창업지원센터의 동료나 팀장, 리더 들에게 배운다.

입학시험, 학생부종합전형(학종) 등이 필요가 없어지게되며, 미래에는 입시지옥이라는 어휘가 사라진다. 대입제도를 수능위주로 정시확대, 수시와 학생부종합전형을 축소하는 등 대안은 임시방편이며 시계추가 좌우로 흔들리듯 수능위주교육으로 학원으로 몰려가는 부작용이 나오면, 다시 시계추가 좌에서 우로 흔들릴수 있다.

이미 개발되어 있는 뇌에서 뇌로 이동하는 기술들의 이름은 Thought Power 즉 사고력, 텔레파시, 등의 이름으로 불린다. 파나소닉은 2016년에 디지털데이터전송기술을 발표하였다. 한 사람이 자신의 지식이나 정보를 넣은 손목팔찌를 끼고 다른 사람의 손을 잡으면 지식이나 정보가 타인에게 전달되는 디지털데이터전송이 가능해진다. tDCS라는 직류전기자극법은 BCI즉 뇌와 컴퓨터를 연결시켜 AB에게 서로 머리를 흔들어 지식, 정보를 전달한다. 이런 기술들은 대부분 아주 초기 단계이지만 인수분해를 못하던 아이가 머리를 흔들고 난뒤 인수분해를 하게되는 영상을 보여주기도 한다. iThink라는 애플에서 개발한다는 '지식전달기' 즉 메트릭스영화에서처럼 뇌에 신경망에 기기를 집어넣어 트리니티가 3초만에 헬리콥터모는 법을 다운받아 실제로 헬리콥터를 모는 장면처럼, 지식은 이제 전달하는 시대로 갈 수가 있다.

대안은, 학생과 학부모, 교육부공무원과 학원담당자들에게 미래교육을 시키는 길이 답이다. 미래예측에는 이미 인간의 뇌와 컴퓨터를 연결시크는 거대한 실험이 2020년에 시작되고 많은 전문가들은 2029년에는 이미 아주 보편적으로 인간과 컴퓨터가 지식을 공유한다고 본다. 즉 만약 시험이 존재한다고 하더라도 그때가되면 뇌에 컴퓨터의 지식이 가득 들어있어, 시험문제 한두개로 번별력이 없고, 아이들이 무엇을 알고 있는가의 시험보다는 1개월, 2개월을 줄테니 어떤 물건, 제품, 프로젝트, 솔루션을 만드느냐를 평가하는 시대로 갈 것이다.

미래교육의 덕목, 즉 무엇을 준비하면되는가의 응답에, 많은 미래교육전문가들은 3C 이야기를 한다. 창의성 Creativity, 협업능력 Colaboration, 분석력 Critical Thinking. 그러나 싱귤래리티대학의 피터 디아만디스총장은 신기술 이해력, 신기술 흡수력, 열정, 호기심, 인내심, 협업성 등을 이야기한다. 이제 내 짝과 경쟁하는 것이 아니라, 내 반 학생들과 경쟁하는 것이 아니라, 내 학교 학생들과 경쟁하는 것이 아니라, 내 국가내 학생들과 경쟁하는 것이 아니라, 내 지구촌 학생들과 경쟁하는 것이 아니라, 그들 모두와 협업하고 협동하는 덕목이 아이에게 필요하다. 그러므로 내 짝과 내 나라 친구들과 경쟁하는 시험은 소멸되어야 한다. 결국 무한대의 지식이 BCI즉 컴퓨터와 연결되어 나에게 다가오면 무슨 지식을 아느냐가 아니라, 그 수많은 지식으로 누구와 함께 무엇을 어떻게 만들어야하는지가 중요한 세상이다.

201911월 교육부가 대입제도 공정성 강화 방안을 발표했다. 수능 위주의 정시 확대와 수시 학생부종합전형(학종) 축소가 골자다. 현재 중학교 2학년이 치를 2024학년도 대입부터 적용되는 이번 개편안에 따라 학종 관련 제도가 바뀐다. 학생부의 핵심 비교과 영역으로 꼽히는 수상 경력·봉사활동 실적·자율동아리 활동 등은 입시에 반영되지 않고, 자기소개서도 폐지된다. 부모 배경이나 사교육 등 외부 요인을 차단하고 공정한 기회·과정을 만들려고한다. 교사와 학교의 학종 대비 역량도 강화한다. 학생의 교과 세부 능력과 특기사항을 반드시 기재하고, 출신 고교의 후광 효과를 차단하기 위해 블라인드 평가를 현행 면접,서류전형까지 확대하고, 2020년부터 공통 고교정보를 폐지한다.

정시 확대로 학종과 논술 위주 전형 쏠림이 있는 서울 소재 16개 대학에 대해 2023학년도까지 수능위주 전형을 40% 이상 확대하도록 권고했다. 사회적 배려 대상자를 대상으로 하는 ‘(가칭)사회통합전형이 도입되고, 기초생활수급자, 차상위계층, 농어촌 학생, 장애인 등 사회적 배려 대상자의 고등교육 기회를 확대하고, 지역균형발전을 도모한다. 전체 모집정원의 10% 이상을 사회통합전형으로 선발하도록 의무화할 계획이다.

 

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수퍼컴퓨터가 1만년 걸리는 연산을 구글 시카모어 양자컴퓨터는 3분 20초만에 해내. 이에 IBM이 반박성명도 내놓아. 2019년 10. 23

2. 거의 매월 슈퍼컴퓨터의 성능 개발 성과

컴퓨터가 현대 생활의 거의 모든 측면에 계속 침투함에 따라 환경에 부정적인 영향을 미졌다.  최근의 추정에 따르면, 오늘날의 컴퓨터에 전력을 공급하는데 필요한 전력은 매년 총 1기가톤 이상의 탄소 배출량을 대기로 방출한다. 그런데 이제 과학자들은 더 많은 데이터를 저장하고 100배 적은 전력을 소비하는 초 고효율, 원자 규모의 컴퓨터를 가능하게 하는 새로운 제조 공정을 개발했다.

과학자들은 기존의 하드 드라이브 보다 훨씬 작은 공간에 더 많은 데이터를 저장하고 훨씬 적은 전력을 소비하는 컴퓨터용 초고밀도 메모리 어레이를 만들기 위해 단일 원자를 조작했다. 수소 리소그래피로 알려진 기술에서 연구원들은 주사 터널링 현미경 (STM)의 팁을 사용하여 실리콘 표면에 결합 된 단일 수소 원자를 제거 할 수 있다. 수소 원자에 결합되거나 결여 된 실리콘 원자의 패턴은 데이터를 저장하는 0과 1로 구성된 이진 코드를 형성한다.

그러나 STM 팁이 정확한 위치에서 수소 원자를 픽업하고 증착해야 하기 때문에 데이터를 다시 쓸 때 병목 현상이 발생한다. 캐나다 앨버타대학교 물리학과의 Robert Wolkow 교수가 이끄는 연구팀은 원자 메모리 어레이를 다시 작성하는 보다 효율적인 방법을 개발하고자 했다. 연구원들은 24비트 메모리 어레이의 첫 번째 줄에서 이진 데이터를 다시 작성했다. 문자 "M"(하단 이미지)을 인코딩하기 위해 수소 분자를 사용한다.

연구원들은 수소 원자로 덮인 실리콘 표면을 준비했다. 수소 리소그래피로 데이터를 쓰기 위해 특정 원자를 제거했다. 과학자들은 재 기록 하고자 하는 비트 옆에 여분의 수소 원자를 제거함으로써 챔버에 주입 된 수소 가스를 끌어들이는 반응 사이트를 만들 수 있음을 발견했다. 단일 수소 가스 (H2) 분자를 두 개의 인접한 사이트에 결합하면 사이트가 지워져 새로운 이진 코드를 작성할 수 있다.

수소분자를 "분자 지우개"로 사용하여 데이터를 다시 쓰면 STM 팁에 개별 수소 원자를 도입하는 것보다 훨씬 빠르고 쉽다. 이 팀은 이 기술이 작은 24 비트 메모리 어레이를 다시 쓰는 능력을 보여주었다. 이 새로운 방법은 원자 규모의 컴퓨터를 1,000배 더 빠르게 제조 할 수 있게 해 실제 제조에 대비할 수 있게 한다고 연구원들은 말했다.

 

3. 임시지옥, 학종을 없애주는 BCI 뉴럴링크 기술은 어떤 것인가?

BCI 즉 뇌와 컴퓨터, 특히 양자컴퓨터를 연결시키는 시범이 2020년 일론 머스크의 뉴럴링크에의해 대대적으로 시작된다. 이미 여러 연구기관들이 BCI실험을 발표한바 있다. 하지만 연구실이 아닌 기업에서 대대적으로 BCI실험을 하는 것은 2020년이 처음이다. 인간의 뇌와 컴퓨터를 뉴럴링크 레이저로 정보가담긴 실을 두개골에 따끔 넣는다.

테슬라의 엘론 머스크는 뇌와 기계를 연결시켜 뇌성능강화를 꾀하고 있다. 테슬라자동차 CEO 일론 머스크의 비밀 회사 중 하나인 뉴럴링크가 창업 이후 처음으로 어떤 일을 하고 있는지 실물을 공개했다. 2019716일 저녁(현지 시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 행사에서 뉴럴링크 사는 마치 재봉틀을 연상시키는 신경외과 수술용 로봇을 공개했다. 이 로봇은 사람의 머리카락보다 훨씬 얇은 실들을 뇌에 깊이 심을 수 있다. 뉴럴링크(Neuralink)는 일론 머스크가 2016년에 약 1억 달러를 투자해 설립한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 전문 스타트업이다.

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이날 뉴럴링크가 공개한 실험은 1500개의 전극을 이식한 쥐의 뇌가 무선으로 컴퓨터와 정보를 전송받아 읽는 것이었다. 뉴럴링크는 쥐의 뇌에 3000개가 넘는 플렉시블 폴리머 전극을 삽입할 수 있다고 밝혔다. 뉴럴링크는 창업 이후 최초로 뇌에 초박형 실 모양의 전극을 심을 수 있는 외과수술용 로봇을 공개했다. 뉴럴링크는 창업 이후 최초로 뇌에 초박형 실 모양의 전극을 심을 수 있는 외과수술용 로봇을 공개했다.

데이비스 캘리포니아대학 연구진과 공동으로 원숭이를 대상으로 한 실험 결과, 이 장치를 뇌에 이식한 원숭이들도 컴퓨터를 제어하는 데 성공한 것으로 밝혀졌다. 지금까지 뉴럴링크의 실험은 쥐와 원숭이 등 동물을 대상으로 행해졌다. 그러나 이날 일론 머스크는 2020년 말까지 이 장치를 인간의 뇌에 심는 것이 목표라고 말했다.

뉴럴링크의 수석 외과의사인 매튜 맥두걸은 우리 회사의 주된 관심사는 환자의 안전이며, 궁극적으로는 눈에 대한 라식 수술만큼 뇌 이식 수술도 쉽게 민중에게 스며들기를 원한다고 말한다. 신체에 어떤 구멍도 내지 않고 뇌에 초박형 실 모양의 전극을 심는데 이 실을 뉴럴레이스 즉 테이블보 같은 곳에 심는다. 이 뉴럴레이스는 인간의 뇌 즉 두개골과 머리카락이 나는 피부 사이의 공간에 보를 심어 그곳에 이 전극을 심는다. 그렇게 해야지 칩을 넣고 빼고 하자면 덕지덕지 머리가 엉망이 될 수도 있기때문이다. 현재는 두개골에 구멍을 뚫고 전극을 심지만, 미래에는 레이저 광선으로 두개골 안, 레이스위에 전극을 삽입할 계획이다.

 

4. 최종 목표는 인간과 AI 결합시켜 초지능 부여

일론 머스크는 뉴럴링크를 창립할 때 사지마비로 고통받는 사람들이 자신의 생각만으로 컴퓨터나 스마트폰을 제어할 수 있게 하는 것이 목표라고 밝혔다. 그는 또 간질환자들이 잃어버리는 기억을 되살려주기도 원했다. 그러나 일론 머스크의 최종 비전은 이보다 훨씬 더 먼 곳에 있다. 사람 두뇌를 컴퓨터와 연결해 디지털 정보를 뇌에 업로드하거나 사람의 생각을 컴퓨터로 다운로드하는 것이다. , 인간과 인공지능(AI)을 결합시켜 인간에게 초지능을 부여한다는 게 바로 그의 바람인 셈이다.

일론 머스크는 생방송으로 진행한 이번 행사가 과시하기 위함이 아니라고 강조했다. 그는 이 행사를 하는 주된 이유는 더 많은 사람들을 뉴럴링크에 지원시키기 위해서라고 밝혔다. 15800만 달러의 투자를 유치한 뉴럴링크에는 현재 약 90명의 직원이 근무하고 있는 것으로 알려졌다. 뉴럴링크는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술에서 세 가지 중요한 기술에 초점을 맞추고 있다. 전극을 위한 유연한 재료와 전자 장치를 소형화할 수 있는 집적회로 기술, 그리고 외부 장치와 완전히 무선으로 상호작용시키는 기술이 바로 그것.

이날 발표로 인해 전극을 위한 유연한 재료, 소형화를 위한 집적회로 등의 기술은 상당한 진전을 보인 것으로 확인됐다. 뉴럴링크는 수술용 로봇을 이용해 뇌의 외층이나 피질에 이식할 수 있는 3072개의 유연한 전극까지 개발했다고 밝힘으로써 인상적인 기술 개발로 평가받았다.

하지만 정작 뉴럴링크가 해결해야 할 더 큰 과제는 다른 데 있다. 미국 식품의약국(FDA)의 승인이 바로 그것. FDA의 승인을 받으려면 특정 질병을 목표로 해야 하는데, 인간에게 초지능을 부여하려는 목표는 언뜻 보기엔 황당하기만 하다.

기존보다 훨씬 얇고 유연한 전극 개발이 되면서 가능성은 남아 있다. 이 기술이 마비된 환자의 뇌에서 뉴런 신호를 읽어 그들이 클릭하거나 타이핑하지 않고도 컴퓨터를 사용할 수 있게 하기 때문이다. 미국에만 약 540만 명의 마비 환자들이 있는 것으로 알려졌다.

사실 뉴럴링크가 뇌-컴퓨터 인터페이스를 연구하는 최초의 회사는 아니다. 컴퓨터 커서를 조종할 수 있도록 뇌 이식 수술을 받은 최초의 사람은 미식축구 선수였던 매튜 네이글이다. 강도를 만나 목 아래 전체가 마비된 그는 2004년에 브라운대학의 존 도나휴가 개발한 브레인게이트(BrainGate)’를 이식받았다.

그런데 이 기기는 이식한 지 1년 만에 오작동을 일으켜 제거되고, 2006년에 업그레이드된 브레인게이트를 다시 이식받았다. 그 결과 매튜 네이글은 오직 생각만으로 컴퓨터의 음악을 연주할 수 있었으며, 이 같은 사용법을 마스터 하는 데 4일밖에 걸리지 않았다고 밝혔다. 이후 FDA 승인을 받은 뇌심부 자극장치를 시술한 사람은 무려 14만 명에 이른다. 100개의 전극 채널을 사용하는 브레인게이트는 뇌에 심는 실이 약간 뻣뻣한 편이다. 그에 비해 뉴럴링크가 사용하는 전극은 훨씬 얇을뿐더러 더 유연한 것이 특징이다. 또한 채널 수도 그보다 훨씬 많아 뇌에서 수집하는 데이터의 양도 그만큼 더 많다.

이에 따라 시간이 지남에 따라 뇌에 이식한 센서의 효용이 떨어지는 브레인게이트의 단점을 뉴럴링크가 이번에 공개한 얇은 폴리머 전극이 해결할 수 있을 것이라는 전망이 나오고 있다.

그러나 뉴럴링크가 이번에 공개한 내용에는 상세한 실험 정보가 담겨 있지 않을뿐더러 학계의 검증을 거친 것도 아니어서 당분간 더 두고 보아야 한다는 의견이 지배적이다.

인간의 두뇌와 컴퓨터를 연결시키는 기술이 BCI이며 다양한 성과가 나오고 있다. 인간의 두뇌향상은 이제 컴퓨터의 성능 향상과 맞물린다. 구글의 사카모어칩은 일반 수퍼컴퓨터가 1만년 걸리는 연산, 분석을 200초내에 해낸다. 이렇게 된다면 싱귤래리티는 예상보다 더 빨리 올 수도 있다.

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뇌와 컴퓨터 연결 구도


5. 언제 쯤 뇌와 기계의 연결이 오나? 

싱귤래리티는 레이 커즈와일박사가 인간과 기계가 융합하기 시작하는 해를 2029년 그리고 그 융합이 완성되어 인간인지 기계인지 구분이 되지않는 시기가 2045년에 온다는 예측을 내 놓은 것이고, 이런 주장은 '싱귤래리티가 다가온다.', '싱귤래리티가 더 가까워졌다' 등이라는 저서에서 밝히면서 Mind Uploading 즉 인간의 마음을 업로드하는 방법이란 저서까지 내놓으면서 마음을 업로드하는 기술을 알려주었다.

제롬 글렌 '세계미래보고서2020'공저자는 약 40여년전에 농경시대, 산업시대, 정보화시대, 그리고 지금 우리는 의식기술시대(conscious technology)에 살고 있는데 이 때가되면 인간은 점점 더 뇌의 성능향상을 위해 칩을 넣고 데이터를 증강시키는 반면, 기계는 점점 인간처럼 피부를 붙이고, 감정을 느끼는 기술에 인간닮은 행동을 하려고 노력하여, 결국 인간과 기계가 융합, 누가 기계이고 누가 인간인지 구분이 힘들어지는 시기에 도달한다고 본다. 이때를 2040년이후라고 예측하면서, 인간의 성능은 향상되고 기계의 지능을 갖게되고 BCI로 융합되는 시대에는 인간의 일거리 기계의 일거리가 따로 구분되지 않으며, 예측불가능한 시대로 접어든다.

여기에 가장 놀라운 것은 20191023일 구굴이 발표한 시카모어 양자칩에 관한 것이다. 수퍼컴퓨터가 1만년걸리던 연산을 200초내에 하게된다고하면, BCI로 연결되는 인간의 성능향상은 어디까지 갈 것인지 가늠하기 힘든다.

201910.23. 구글연구원들은 회사의 양자 시카모어 칩(Sycamore chip)양자 우위( Quantum Supremacy)’에 도달했다고 발표했다. 이는 실용적으로 고전 컴퓨터가 단순히 처리 할 수 없는 문제를 성공적으로 해결했다는 의미이다. 시카모어 기능을 테스트하기 위해 연구원들은 53개의 양자비트(또는 큐비트)에 대해 일련의 무작위 연산을 수행한 후 개별 값을 측정했다. 이 과정을 여러 번 반복 한 후, 숫자의 분포는 완벽히 임의적이지는 않지만 거의 임의적인 것으로 밝혀졌다. 구글팀은 양자 효과 때문이라고 주장한다.

비교하자면, 같은 분포를 계산하는 데 현재 세계에서 가장 진보 된 수퍼 컴퓨터는 10,000년이 걸리지만, 같은 작업을 수행하는 데는 Sycamore200초 이상 또는 3분 정도가 걸린다.

구글의 AI 블로그에서 구글 연구원 존 마티니스(John Martinis)와 세르지오 부아소(Sergio Boixo)클래식 컴퓨터에서 합리적으로 에뮬레이션 할 수 없는 최초의 양자 계산으로 우리는 새로운 컴퓨팅 영역을 열었다고 말했다.

케빈 새칭거(Kevin Satzinger) 구글 AI퀀텀팀 연구원은 20191031일 오전 서울 강남구 역삼동 구글코리아 본사에서 기자회견을 갖고, "양자 시뮬레이션으로 고도화된 알고리즘을 더 빠르게 해결할 수 있다"며 이 같이 말했다. 양자 역학은 원자와 전자 등 미시세계에서만 일어나는 현상으로 이를 컴퓨터에 적용하면 01(비트)만이 아니라 01을 동시에 구현하는 큐비트(qubit·quantum bits)를 통해 기존 디지털 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 연산을 처리하고 전송할 수 있다고 말했다. 이 기술이 제약, 에너지 관련 소재 등에 활용될 수 있고 개발 시간을 더욱 앞당길 것이며, 지금보다 고효율의 태양전지, 산업 프로세서, 배터리 등을 만드는 데도 쓰일 수 있다고 했다. 본격적인 활용은 10년 정도의 연구 후에 올 것이라고 말했다.

구글은 학술지 네이처에 양자컴퓨터 기술을 구현했다는 논문을 실었다. 양자컴퓨터가 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 능가했다는 양자 우월성(Quantum Supremacy)에 도달했고, 54큐비트 시카모어 프로세서 실험을 알렸다.

새칭거는 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와 근본적으로 다르게 작동하며, 라이트 형제가 1903년 동력비행에 최초 성공한 것처럼 양자컴퓨팅 자체가 가능해졌다고 말했다. 양자컴퓨터 시대를 니스크’(NISQ·Noisy intermediate Scale Quantum Computer) 시대라고 하면서 큐비트 개수가 100~1000개 사이인 것을 니스크라고 부른다고했다. 존 프레스킬 미국 캘리포니아공대 교수가 최초 소개한 말로 양자 오류가 줄어드는 시대를 뜻한다.

양자컴퓨터의 등장으로 기존의 보안시스템이 뚫릴 것이라는 우려에 대해 새칭거는 보안 커뮤니티가 유지하고 있는 체계(RSA 암호)의 유효기간이 10년 정도라는 건 오래전부터 나온 이야기인데, 양자 컴퓨터가 기존 RSA 체계를 무너뜨리는 것은 쉽지 않다고 했다. 현재 암호·보안업계가 양자컴퓨터 때문에 위협을 받게 되는 시점은 10년 후에나 가능할지 모른다고 말했다.

또한, 2012년 이론 물리학자 존 프리스킬(John Preskill)이 도입한 개념 양자 우월성(quantum supremacy)”이 유용하고 실제 응용 분야보다 과대 광고로 이어질 수 있다는 데 모두가 동의하지는 않는다.

이 연구에 참여하지 않은 미국 시카고대학의 컴퓨터 과학자 빌 페퍼멘(Bill Fefferman)이것이 실제로 양자 우위인지 아닌지에 대해 논란이 있다는 배심원이 있다.

AI연구, 신약 개발, 금융 모델링, 우주 원리, 에너지 등의 분야에서 다양한 난제를 해결할 수 있다. 슈퍼 컴퓨터라면 200년 걸릴 연산을 수초 안에 뚝딱 해결하는 능력으로 모든 정보를 순식간에 처리한다. 이 존재 앞에선 블록체인 암호화 방식도 무용지물 될 수 있다는 예측까지 나왔다.

컴퓨팅 시대에 무엇이든지 해결할 수 있는 도깨비 방망이 같은 존재로 여겨지는 양자 컴퓨팅이야기다. 양자컴퓨팅은 얽힘과 중첩과 같은 양자역학적인 현상을 이용해 연산을 처리한다. 기존 컴퓨터가 01이라는 두 가지 신호를 이용해 연산을 했다면, 양자컴퓨팅은 01의 조합이 동시에 존재하는 양자 비트를 이용한다. 지금의 컴퓨터 방식보다 훨씬 짧은 시간에 많은 연산을 수행한다.

IBM이 물꼬 튼 상용 양자 컴퓨터 ‘Q 시스템원

양자 컴퓨터는 물리적으로 양자를 이용하기 때문에 초저온과 고진공 상태를 필수로 한다. 해당 환경에서만 양자를 좀 더 쉽게 제어할 수 있기 때문이다. 그 탓에 양자 컴퓨터의 가능성을 일찍이 알려졌지만, 상용화를 둘러싼 예측은 미지수였다.

그리고 CES 2019에서 IBM이 세계 최초로 상용화를 목적으로 한 퀀텀 컴퓨팅 시스템인 ‘IBM Q 시스템 원(IBM Q System One)’을 선보였다. 20큐비트 양자 컴퓨터와 기존 컴퓨터를 결합한 형태로 용량은 적었지만, 양자 컴퓨터 상용화 가능성을 보여줬다.

이후 IBM은 여기서 더 나아가 ‘Q 익스피어리언스를 통해 클라우드 환경에서 실제 양자 컴퓨팅 경험을 제공한다. 일반 사용자도 양자컴퓨터를 활용해 프로그래밍을 해볼 수 있도록 공개했다.

케빈 새칭거 구글 AI 퀀텀팀 하드웨어 부문 리서치 사이언티스트는 양자 우위를 달성하는 건 어려운 일로, 크고 복잡한 시스템을 설계하고 제작하면서 연산 자체는 여러 연산을 동시에 수행하면서 가급적 에러가 적어야 했다라며 양자 컴퓨팅은 그 안에 큐비트가 쉽게 불안정해질 수 있고, 조금만 외부에서 노이즈가 있어도 정보가 소실될 확률이 높기에 설계하고 제작하는 과정이 어려웠다라고 설명했다.

구글은 이번 입증을 통해 양자 컴퓨팅을 하드웨어로 제어할 수 있으면서, 새로운 알고리즘으로 프로그래밍 할 수 있다는 가능성을 증명했다. 실패 확률이 적은 대규모 양자 컴퓨팅 시스템 길을 연 셈이다.

오픈 생태계로 문 여는 양자 컴퓨팅이 중요하다. 인텔, 구글은 논문으로 발표한 기술을 누구나 볼 수 있게 공개하여 양자컴퓨팅 연구를 오픈하려한다. 구글은 양자컴퓨팅 오픈소스 소프트웨어 프로그램으로 서크를 이미 공개했다. 마이크로소프트(MS) 역시 다양한 용도로 사용할 수 있는 퀀텀 컴퓨팅 환경을 구축하고자 애저 퀀텀(Azure Quantum)을 발표했다. 오픈 하드웨어는 아이온큐(IonQ)와 허니웰(Honeywell), QCI 등 파트너와 함께 이온트랩과 초전도체(superconductor) 등 퀀텀 하드웨어 솔루션을 애저에 공개한다. 오픈 소프트웨어는 퀀텀의 이해를 돕는 튜토리얼부터 소프트웨어를 개발할 수 있는 툴까지, 개발자를 위한 통합 툴킷을 제공한다.

 

입력 : 2019.12.03 09:48
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