서울시립대학교(총장 원용걸)는 본교 전자·전기·컴퓨터공학부(지능형반도체학과 겸임) 박현희 교수와 서울대학교 전기정보공학부 박남규·유선규 교수가 공동으로 진행한 연구에서 빛을 이용한 연산 회로의 집적화에 성공했다고 밝혔다.

이번 연구는 인공지능 및 양자컴퓨터 연산에 빛을 활용할 경우, 추론·분류·회귀 등 인공지능이 제공하는 다양한 기능을 초고속·저전력으로 수행할 수 있으며, 상온에서도 안정적인 양자 상태를 유지할 수 있는 양자컴퓨터용 회로 구현이 가능한 접근법을 제시했다.

연구진은 극한의 속도로 전파되는 빛의 속도 연산되는 시스템의 크기 및 필요한 게이트의 수가 기하급수적으로 늘어나는 어려움을 극복하기 위해 공진기에 빛을 가두고, 매질의 상태를 바꿔주는 방식으로, 딥러닝 및 양자컴퓨터에 필요한 모든 연산이 가능함을 입증했다.

즉, 연구진은 시간 축을 활용하는 해당 방식을 통해 10x10 cm2 크기의 회로에서 최대 백만 개에 달하는 뉴런 연산이 가능함을 입증했다.

박현희 교수가 주도한 이번 연구는 공간 축 상에서의 정보처리를 시간 축 기반으로 대체함으로써 집적화를 이루는 데 성공했으며, 이에 따라 VLSI(Very Large Scale Integrated Circuit; 초대규모 집적회로) 수준으로 집적화된 광자 회로의 구현이 가능해졌다.

박현희 교수는 “양자컴퓨터에 필요한 연산도 구현 가능하다는 점에서 향후 양자화로 구현에 초점을 맞추고자 한다.”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 중견 연구자 사업, 기초연구실 사업(BRL) 및 우수신진연구 사업과 서울대학교 창의선도 신진연구자 지원사업을 통해 수행됐으며, 연구 결과는 물리학 분야 학술지 ‘Physical Review Letters’에 게재됐다.

베타뉴스 강규수 기자 (health@betanews.net)
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