양자와 AI의 결합…초지능 시대 열린다

[이데일리 김가은 기자] 미래 글로벌 경제, 안보를 좌우할 기술 두 가지를 꼽으라면 바로 인공지능(AI)과 양자과학기술일 겁니다. 양자과학기술은 여러 분야에서 미래 혁신을 가져올 것으로 예상됩니다.

양자+AI 주목하는 시장

두 기술 모두 초기 단계에 있지만 업계에서는 양자와 인공지능(AI)을 결합한 ‘퀀텀 AI’를 추진 중입니다. 양자컴퓨팅의 정밀도와 빠른 연산 능력을 바탕으로 AI에 쓰일 데이터를 처리하고 모델을 학습시켜 이미지 인식부터 시뮬레이션, 자연어 처리, 각종 자동화 작업을 고도화할 수 있기 때문입니다.

퀀텀 AI는 앞으로 의료 분야와 금융, 물류 등 다양한 산업 분야에서 큰 변화를 일으킬 가능성이 높습니다. 예를 들어 양자컴퓨터가 AI 모델의 학습 과정을 더 빠르게 만들면 새로운 치료법을 발견하는 속도가 빨라질 수 있고 금융 분석에서는 복잡한 시장 예측도 더 정밀하게 할 수 있게 됩니다.

(사진=픽사베이)

이미 양자와 AI의 결합은 여러 분야에서 시도되고 있습니다. AI 신약 개발 전문기업 인세리브로는 양자역학 기반 AI 신약 개발 플랫폼 ’마인드(MIND)‘를 갖고 있습니다. 마인드는 후보 물질의 약물 친화도와 적중률을 향상시키는 솔루션입니다. 인세리브로는 마인드 플랫폼을 활용해 생성형 양자 AI 기술을 적용한 서비스형 소프트웨어(SaaS) 개발에 박차를 가하고 있습니다. 국내 양자 보안 및 컴퓨팅 전문기업 노르마 또한 광주과학기술원(GIST)과 국내 최초 양자 AI 컴퓨팅 센터 구축에 나섰습니다. GIST에 마련될 이 센터는 암호 해독과 초고속 데이터 검색, 양자 시뮬레이터, 양자 머신러닝(ML) 등 양자컴퓨팅 서비스를 제공할 예정입니다.

기술적·제도적 안정성 해결이 숙제

다만 앞으로 해결해야 할 과제와 결합을 가로막는 난제가 여전히 존재합니다. 먼저 양자 컴퓨팅은 비용과 안정화 문제 해결에 시간이 필요한 상황입니다. 양자컴퓨터 개발은 기술적 한계를 극복해야 할 뿐만 아니라, 이를 상용화하기 위한 안정적인 운용이 보장돼야 합니다. 생성형 AI 또한 기술이 등장한 이후 명확한 ‘킬러 서비스’나 글로벌 공통 규범이 만들어지지 않은 초기 시장입니다. 최근 논란이 되고 있는 ‘딥페이크’처럼 사회적 문제를 일으키는 부작용도 여전히 있습니다.

전문가들은 AI와 양자컴퓨팅 기술이 빠른 속도로 발전해 융합되면 전 세계가 사이버 보안 문제에 골머리를 앓을 수 있다고 전망하고 있습니다. 양자컴퓨터가 보유한 초고속 연산 능력과 AI의 고도화된 추론 능력을 더해 기존 암호체계는 물론 양자내성암호(PQC)의 무력화, 신규 보안 취약점 탐지 등이 더 쉽고 빨라질 것이라는 의견이죠.

케이티 클라인 미국 세계정치연구소(IWP) 연구원은 “AI와 양자컴퓨팅은 사이버 전쟁에 상당한 악영향을 미칠 수 있으며, 향후 사이버 공격 횟수와 보안 위협 수준을 크게 높일 수 있다”며 “AI는 많은 양의 데이터를 모으고, 양자컴퓨터는 그 어떤 컴퓨터보다 빠르고 효율적이기 때문에 네트워크, 데이터베이스(DB) 등 중요 인프라 시스템을 해킹할 수 있는 능력을 갖출 것”이라고 분석했습니다.

소수지만 반대 의견도 있습니다. 마르친 프라키에비츠 폴란드 위성 통신기업 TS2스페이스 창업자는 “AI와 양자 컴퓨팅 기술의 통합은 보안 강화로 이어질 수 있다”며 “양자컴퓨팅은 기존 방법보다 더 안전하게 데이터를 암호화하는 데 사용할 수 있고, AI는 악의적 공격을 탐지하고 대응하는 데 도움이 될 수 있다”고 전망했습니다.