[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] 불가능하게 생각할 지 모르지만, IBM은 양자 컴퓨터가 앞으로 5년 이내에 메인스트림이 될 것이라고 생각한다. IBM은 5년 안에 이 세상을 바꿀 5가지 혁신 기술(5 in 5) 중 양자 컴퓨터를 으뜸으로 꼽았다. 미국의 CNBC가 그 5가지 기술이 무슨 의미가 있는지 상세 보도했다.
메인스트림이 될 양자 컴퓨터
오늘날 판매되고 있는 전통적인 컴퓨터는 대용량 계산 같은 특정 문제를 해결하는 기능에서 한계가 있다. 양자 컴퓨터가 그런 문제를 극복할 것이다.
양자 컴퓨터는 양자역학을 이용해 자료를 처리하는 컴퓨터다. 전통의 컴퓨터가 0 또는 1로 구성된 이분법으로 연산한다면, 양자 컴퓨터는 원자의 집합을 기억 소자로 간주해 원자의 양자 역학의 효과를 기반으로 방대한 용량과 초병렬 계산이 동시에 가능한 '큐비트(Qubit)'라는 양자 상태의 조합으로 연산을 처리한다.
IBM 아시아태평양 지역의 회장겸 최고경영자인 해리엇 그린은 CNBC 인터뷰에서 "IBM은 지난 5년 동안에만 이런 새로운 기술에 380억달러 이상을 투자했다"면서 "이런 투자는 매우 현실적이어서 기업을 변화시키는데 직접적인 도움이 될 것"이라고 말했다.
현재 산업계는 양자 컴퓨터를 어떻게 사용할 수 있을지를 발견하는 단계에 있다. IBM의 연구 부서는 앞으로 5년 안에 업계가 양자 컴퓨터에 적용할 수 있는 응용 프로그램을 개발할 수 있을 것으로 보고 있다.
IBM의 연구팀은 여러 산업에서 양자 컴퓨터를 사용하는 방법을 찾아내기 시작하고 있다고 말하고, 회사는 앞으로 5년 내에 양자 컴퓨터의 첫 번째 주요 적용 용도를 발견할 수 있을 것이라고 내다보고 있다.
초미세 컴퓨터 ‘크립토 앵커’
오늘날 공급 체인(Supply chains)은 전 세계 여러 나라에 걸쳐 있고 많은 당사자들이 관련되면서 매우 복잡해졌다. 최근에는 블록체인 기술을 사용해, 공급체인 내의 디지털 거래를 훨씬 안전하고 신뢰할 수 있게 만들었다. 그러나 암호화로 안전해진 기록 보존 시스템도 실물 제품을 조작하는 것을 막지는 못한다.
이에 따라, IBM 연구원들은 소금 알갱이보다 작은 초미세 컴퓨터라고 할 수 있는 디지털 지문 형태인 ‘크립토 앵커’(crypto-anchor)와 광부호(optical code)를 연구하고 있다. 크립토 앵커는 실물 제품에 내장시킬 수 있어, 블록체인에 연결되면 실물 제품의 진위를 입증할 수 있다.
블록체인 기술을 금 같은 특정 상품에 대한 진위를 추적하기 위해 사용하는 회사도 있다.
미래에도 통하는 보안, 격자 암호화 기술
양자 컴퓨터 시대가 가까워 지면, 현재의 암호화 프로토콜은 더 이상 데이터를 보호할 수 없다. 양자 컴퓨터가 수백만 가지의 경우의 수를 단 번에 조사할 수 있어 암호 데이터를 해킹할 수 있기 때문이다.
이것이 IBM이 ‘격자 암호화 기술’(lattice cryptography)이 필요하다고 주장하는 이유다. 이 기술은 격자라고 하는 복잡한 수학 문제 안에 데이터를 숨겨 양자 컴퓨터도 해독하기 어렵다. 더구나 이 기술은 데이터를 안전하게 지키는 것 이상의 의미가 있다.
현재 암호화된 데이터는 사용할 때에는 암호가 해독돼야 하는데, 이 때 해커들에게 노출될 가능성이 있다. 이 기술을 통해, 사용자는 악의적인 행위자로부터 데이터를 안전하게 보호하면서 보안 데이터에 접속할 수 있다.
IBM의 해리엇 그린은 "격자 암호화 기술을 적용하면, 오늘날 우리가 보는 해킹은 과거의 일이 될 것"이라고 설명했다.
현재 IBM 연구원들은 격자 암호화 기술 개발에 성공해, 미국가표준기술연구소(NIST)에 제출한 것으로 알려졌다.
AI 로봇 현미경
우리가 살아가는 데서 가장 중요한 자원은 물이다. 안타깝게도 바다는 점점 더 오염돼 가고 있다. AI 로봇 현미경은 자율형 인공지능이 탑재된 소형 현미경으로, 바다의 오염도를 지속적으로 모니터링 한다.
플랭크톤은 물의 변화에 매우 민감하다. 따라서 과학자들은 플랑크톤을 연구함으로써, 바다, 호수와 강 등의 수질과 상태에 대한 실시간 정보를 얻을 수 있다. 그러나 과학계는 플랑크톤 연구에서 두 가지 문제에 직면해 있다. 첫째는 이 생물에 대해 알려진 게 거의 고 , 둘째는 샘플을 수집해 실험실로 보내야만 연구를 할 수 있다.
이 분야의 연구를 발전시키기 위해 IBM은, 자연 서식지에서 플랑크톤을 관찰할 수 있는, 인공지능 로봇으로 작동하는 초소형 현미경을 개발하고 있다. 인공지능 기술로, 로봇이 플랑크톤에 대한 데이터를 수집하고 해석해서 비정상적인 움직임을 연구원에게 실시간으로 보내주는 것이다.
AI 로봇 현미경은 육지에서 오염물질이 흘러가거나 기름 유출 시에 즉각적인 조취를 취할 수 있게 도와주고, 적조의 위협도 예측할 수 있다.
모든 데이터는 클라우드 네트워크를 통해 관리되고, 전세계 관련 기관들에게 공유될 수 있습니다.
편향되지 않은(Unbiased) 인공지능
AI는 우리 실생활에 점점 더 깊숙이 자리를 잡아가고 있다. 많은 사람의 인식과는 달리, AI는 하나의 완제품이 아니라 데이터를 학습시켜야 하는 시스템이므로, 어떤 데이터를 학습시키느냐가 중요하다.
'믿을 수 있는' AI 시스템을 개발하기 위해서는 특정 인종이나 성, 이데올로기 쪽으로 편향되지 않은, 공정한 해석이 가능한 데이터를 훈련시켜야 한다.
IBM은 데이터의 공정성을 결정할 수 있는 독립적인 평가 시스템을 개발함으로써, ‘편향되지 않은’ AI 프로그램을 개발하는 것이 가능하다고 믿는다. 이 기술을 통해, 인간을 더 나은 의사 결정으로 안내함으로써, 최대한 편향되지 않은 알고리즘을 가진 보다 신뢰할 수 있는 AI를 만들 수 있을 것이다.