편집자 주: 이 게시물은 작성자가 작성했습니다. CompTIA의 AI 자문위원회.
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최근에는 새로운 기술이 눈에 띄게 되었습니다. 그 중에서도 양자컴퓨팅은 우리 세상을 가장 많이 변화시킬 수 있는 단 하나의 잠재력을 가지고 있습니다. 양자 컴퓨팅은 놀라운 방식으로 경험적 계산 속도를 높일 수 있는 유망한 증거를 보여주었습니다. 따라서 제약 및 재료 발견, 금융, 자율주행차 애플리케이션, 인공지능 및 기타 분야의 문제를 해결하기 위해 복잡한 솔루션에 양자 컴퓨팅을 적용하는 것은 우리 삶에 큰 영향을 미칠 것입니다. 특히, 양자 컴퓨팅은 많은 AI 애플리케이션의 효과(긍정적, 부정적 모두)를 확대할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
“AI가 양자 컴퓨팅을 가속화할 수 있고, 양자 컴퓨팅이 AI를 가속화할 수 있다고 생각합니다.”
조직이 보다 디지털화되기 위해 노력함에 따라 향후 기술 혁신을 염두에 두는 것이 더 나은 계획 및 전략을 위해 매우 중요합니다. 이러한 기술 발전 덕분에 기업은 양자 컴퓨팅에서 실질적인 이익을 얻을 수 있습니다. 이를 염두에 두고 양자 컴퓨팅 및 AI 세계와 관련하여 알아야 할 10가지 사항을 살펴보겠습니다.
1. 양자컴퓨팅의 주요 특징
소위 고전적인 컴퓨터에서 비트는 1과 0의 가능한 값을 가진 데이터 단위로 프로그래밍됩니다. 양자 컴퓨터에서 데이터 단위는 양자 비트로 프로그래밍됩니다.큐 비트-이는 1, 0 또는 0과 1의 조합을 동시에 나타낼 수 있습니다.
좋은 비유는 고전적인 컴퓨터에서 켜짐 또는 꺼짐 위치를 가질 수 있는 전등 스위치입니다. 양자 컴퓨터의 큐비트를 사용하면 스위치는 켜짐에서 꺼짐까지 동시에 모든 위치 스펙트럼을 가질 수 있습니다. 큐비트의 물리적 기능은 양자 컴퓨팅의 두 가지 주요 특성을 제공합니다.
- 위에 놓기. 이는 큐비트가 동시에 켜지고 꺼지는 능력, 또는 둘 사이의 스펙트럼 어딘가에 있는 능력을 의미합니다. 데이터 단위에 포함된 이러한 불확실성과 확률은 특정 유형의 문제를 해결하는 데 있어 시스템을 강력하게 만듭니다.
- 녹채. 이는 서로 연결된 큐비트가 물리적으로 떨어져 있어도 서로의 독립성에 영향을 미치는 능력이다. 이처럼 큐비트가 두 개 있는데 하나의 위치가 바뀌면 큐비트가 분리되더라도 다른 하나는 영향을 받습니다. 이러한 특성은 믿을 수 없을 만큼 빠른 속도로 정보를 이동할 수 있는 강력한 기능을 제공합니다.
2. 더 빠르고 더 나은
양자 컴퓨터에는 오늘날의 기존 컴퓨터와 차별화되는 네 가지 기본 기능이 있습니다.
- 다차원 공간을 활용하여 대규모 문제 공간을 탐색하고 암호화에 혁명을 일으킬 수 있는 소인수분해.
- 전례 없는 속도로 크고 복잡한 문제를 해결하여 최적화합니다.
- 양자 컴퓨터가 복잡한 문제를 효과적으로 모델링하는 시뮬레이션입니다.
- 더 빠르고 정확한 더 나은 알고리즘을 갖춘 양자 인공 지능. IBM 양자 연구팀은 데이터 분류 실험을 실행한 양자 컴퓨터에서 얽힌 큐비트가 얽히지 않은 큐비트에 비해 오류율을 절반으로 줄인다는 사실을 발견했습니다.
비즈니스 응용 프로그램은 복잡한 문제를 해결합니다. 예를 들어:
- 제약 개발에는 분자 내 원자가 다른 원자와 복잡한 방식으로 상호 작용하기 때문에 매우 어려운 물질 분자 모델링이 필요합니다. 양자 컴퓨터의 상속 얽힘 속성은 여기에 매우 적합합니다.
- 양자 AI를 활용하여 자율주행차와 같은 훈련 시스템의 시간과 정확성을 높입니다.
금융 서비스, 제약 및 의료 제품, 의료, 에너지, 통신, 미디어, 여행, 물류, 보험 등 양자 컴퓨팅의 혜택을 크게 누릴 수 있는 다양한 산업이 있습니다.
3. 바이어스 증폭기
양자 컴퓨팅의 증폭 효과는 속도와 정확성을 뛰어넘습니다. 또한 AI/ML 모델 내에 존재하는 내장된 편견을 강조합니다. 따라서 알고리즘 편견에 취약한 지원서(예: 채용 심사 공간, 치안 유지 등)는 더욱 그러해질 수 있습니다. 즉, 양자 컴퓨팅은 그러한 응용 프로그램을 특별한 완화 제어 없이 사용하기에는 너무 위험하게 만들 수 있는 확대된 부정적인 부작용을 가질 수 있습니다. 이는 AI/양자 컴퓨팅을 사용하는 모든 사람이 솔루션에서 인식하고 설명해야 하는 의도하지 않은 효과입니다.
4. 알고리즘 복잡성, 투명성 및 설명 가능성 증가
AI의 현재 핵심 문제는 특히 딥 러닝과 같은 복잡한 알고리즘을 활용할 때 투명성과 설명 가능성이 부족하다는 것입니다. 법정 결정, 지역사회에 대한 사회적 혜택, 대출 대상 및 금리 결정 등 삶에 직접적인 영향을 미치는 결정에 AI 시스템을 활용하는 경우 결정이 다음과 같은 유형의 사실과 연결될 수 있다는 것이 근본적으로 중요합니다. 실제로는 차별이 없습니다.
당연히 이러한 AI 시스템의 양자 컴퓨팅은 투명성 및 설명 가능성과 역 상관관계가 있는 복잡성을 증가시킵니다.
5. 새로운 암호화 표준
이 놀라운 기술의 주요 단점은 인터넷 및 기타 중요한 애플리케이션을 보호하는 데 사용되는 많은 방어 장치를 깨뜨릴 수 있다는 것입니다. 양자 컴퓨팅은 거의 모든 회사가 의존하는 사이버 보안 시스템에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 오늘날 대부분의 온라인 계정 비밀번호와 보안 거래 및 통신은 RSA 또는 SSL/TLS와 같은 암호화 알고리즘을 통해 보호됩니다. 현재 표준은 큰 숫자를 소수로 분해하는 복잡성에 의존합니다. 그러나 이는 양자 컴퓨터가 해결하는 데 뛰어난 문제 유형입니다. 현재 표준으로 암호를 해독하려면 기존 컴퓨터로는 100년이 걸리지만 양자 컴퓨터를 사용하면 몇 초 만에 완료할 수 있습니다. 이러한 영향은 개인 계정 비밀번호를 넘어 개인 통신, 회사 데이터, 심지어 군사 기밀까지 공개하는 것을 포함합니다. 이에 대응하기 위해 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 빠르고 신뢰할 수 있는 양자후암호 알고리즘을 찾기 위한 글로벌 노력에 앞장서고 있습니다. 이 연구에 참여하고 있는 NIST 수학자 Dustin Moody는 다음과 같이 말했습니다. IBM 암호화 회의에서 이렇게 말했습니다., “2024년쯤 최종 버전이 완전히 준비되어 출판되기를 희망합니다.”
6. 현재 컴퓨터를 대체할 수 없음
클래식 컴퓨터는 양자 컴퓨터(이메일, 스프레드시트, 전자 출판 등 몇 가지 응용 프로그램)보다 일부 작업에서 더 뛰어납니다. 양자 컴퓨터의 목적은 기존 컴퓨터를 대체하는 것이 아니라 다양한 문제를 해결하기 위한 다른 도구가 되는 것입니다. 그렇습니다. 우리는 가까운 미래에도 여전히 우리가 알고 있는 컴퓨터 시스템 또는 현재 알고 있는 것과 같은 버전을 보유하게 될 것입니다.
7. 주류에 접근
양자 기술 혁신이 계속 가속화되고 투자가 유입되며 양자 컴퓨팅 분야의 스타트업이 계속해서 늘어나고 있습니다. 알리바바, 아마존, IBM, 구글, 마이크로소프트 등 거대 기술 기업들은 이미 상용 양자컴퓨팅 클라우드 서비스를 출시했다.
개념으로서의 양자 컴퓨팅은 1980년대 초반부터 있었지만, 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터에 비해 너무 복잡한 문제를 처리할 수 있다는 최초의 실제 증거는 2019년 말에야 나타났습니다. 구글은 양자 컴퓨터가 단 200년 만에 그러한 계산을 해결했다고 발표했습니다. 초. Goldman Sachs는 최근 1년 안에 금융 상품 가격을 책정하기 위해 양자 알고리즘을 도입할 수 있다고 발표했습니다. 하니웰은 양자가 앞으로 수십 년 안에 XNUMX조 달러 규모의 산업을 형성할 것으로 예상하고 있습니다.
활발한 활동은 CIO 및 기타 리더가 특히 영향이 클 수 있는 제약과 같은 산업에서 양자 컴퓨팅 전략을 공식화하기 시작해야 함을 시사합니다.
8. 모퉁이에 바로 있지 않습니다
다양한 양자 컴퓨팅 시스템을 구축하는 데 상당한 진전이 있었지만 모든 가정은 물론이고 모든 조직에 시스템을 갖추는 데는 가깝지 않습니다. 수억 달러를 모금한 양자컴퓨팅 스타트업을 믿더라도, 향후 5년 안에 양자컴퓨팅 시스템이 일상적인 표준이 될 것이라는 기대는 없습니다. 이러한 지연은 주로 소음, 결함, 양자 일관성 손실, 물론 양자 컴퓨팅 시스템과 관련된 높은 가격표를 포함하여 양자 컴퓨팅 시스템을 엔지니어링, 구축 및 프로그래밍하는 어려움을 포함하여 여전히 지속되는 어려움으로 인해 발생합니다.
9. 반도체 칩과 인재가 필요하다
팬데믹은 재택근무 정상화, 공급망 중단, 근처에서 기침하는 사람에 대한 의심스러운 시선 등 우리 생활 방식에 중요한 변화를 가져왔습니다. 또한 반도체 칩의 수요는 높지만 공급은 적다는 점을 부각시켰습니다. 기술 장치에서 차량에 이르기까지 수요 증가는 소비자 가격에 큰 영향을 미쳤습니다. 양자 컴퓨터의 출현으로 수요는 더욱 증가할 것이며 그에 따라 반도체의 가용성과 비용에 영향을 미칠 것입니다. 하드웨어 공급 제한 외에도 양자 컴퓨팅 시스템과 경제 생태계 전반을 지원하기 위해 훈련된 리소스가 아직 거의 충분하지 않습니다.
10. 관련 양자 컴퓨팅 발전
최근 몇 년 동안 컴퓨팅은 경험을 통해 자동으로 개선되는 알고리즘을 개발하기 위한 기계 학습의 획기적인 발전과 이론적으로 어떤 슈퍼컴퓨터보다 더 강력하다는 것이 입증될 수 있는 양자 컴퓨터에 대한 연구라는 두 가지 주요 방식으로 발전했습니다.
- 양자 멤리스터. 과학자들은 다음과 같은 장치의 첫 번째 프로토타입을 만들었습니다. 양자 멤리스터, 이는 전례 없는 기능을 위해 인공 지능과 양자 컴퓨팅을 결합하여 두 세계의 장점을 결합하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 확장성/퀀텀 온 칩. 양자컴퓨팅을 생각할 때 아직도 장비, 깨끗한 품질을 위한 모니터, 온도 조절을 위한 전담 직원으로 가득 찬 넓은 방을 상상하시나요? 글쎄요, 살사를 조금 얹고 나에게 음료수를 건네주세요. 왜냐하면 최근 개발로 인해 칩 위의 양자 컴퓨팅. 이 작업은 케임브리지에 본사를 둔 양자 전문가 Riverlanes가 뉴욕 및 런던에 본사를 둔 디지털 양자 회사 SEEQC와 협력하여 주도되었습니다. 양자 컴퓨팅 칩에는 작업 흐름 및 큐비트 관리를 위한 통합 운영 체제가 있습니다.
이러한 새로운 컴퓨팅 물결의 도래와 함께 모든 산업 분야의 CIO와 리더는 신탁 의무와 양자 컴퓨팅이라는 세계를 정의하는 새로운 기술의 흐름을 계속해서 파악해야 하는 고유한 기회를 갖게 되었습니다.
양자 컴퓨팅이 널리 채택되고 적용되기에는 아직 멀은 것처럼 보일 수 있지만, 이제는 MSP와 기타 기술 회사가 기술에 대해 스스로 교육을 시작할 때입니다. 고객이 이에 대해 더 많이 듣고 질문하기 시작하면 귀하는 고객에게 맞는 올바른 방향에 대한 답변과 조언을 받을 준비가 되어 있어야 합니다.
(다) 콤티아
