4차 산업혁명의 핵심, 양자 컴퓨터와 에지 컴퓨팅

4차 산업혁명의 핵심은 바로 이것, 양자컴퓨터와 에지 컴퓨팅입니다. 미래형 첨단 컴퓨터인 양자 컴퓨터와 사물지능의 기반인 에지 컴퓨팅에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

■ 4차 산업혁명, 양자 컴퓨터와 에지 컴퓨팅

 

 

 

 

미래형 첨단 컴퓨터, 양자 컴퓨터

 

양자 컴퓨터는 이전의 컴퓨터와 달리 한 개의 처리장치로 수많은 계산을 동시에 처리할 수 있어 정보 처리량과 속도에서 월등히 앞섭니다. 양자 컴퓨터가 실용화되면 지금의 슈퍼 컴퓨터가 150년에 걸쳐 계산해야 할 것을 4분 만에 끝낼 수 있게 됩니다.

 

양자 컴퓨터는 광자(빛)만으로 정보를 처리하는 방식입니다. 빠르고 안정적인 통신을 위해 전자보다 빠른 빛으로 정보를 처리합니다. 양자 컴퓨터 기술이 더욱 발전하면 이전보다 빠른 속도로 빅데이터를 처리할 수 있게 되어 산업 전반에 활용할 수 있습니다.

 

 

양자 컴퓨터로 빅데이터 처리의 속도가 빨라지면 인공지능이 대중화될 것으로 보입니다. 양자 컴퓨터가 상용화되면 인공지능은 양자 컴퓨터를 탑재하게 되어 본격적인 인공지능의 시대가 열리는 것입니다.

 

엄청나게 빠른 연산속도를 기반으로 하는 양자 컴퓨터는 많은 기업들이 기존 사업에 대해 경쟁력을 확보할 수 있게 하고, 자동차, 제약, 보안, 헬스케어, 로봇, 우주 항공 분야 등 다양한 산업 분야에서 새로운 서비스를 창출할 수 있습니다.

 

 

전 세계의 경쟁, 양자 컴퓨터

 

 

 

 

양자 컴퓨터는 양자역학의 원리에 따라 작동하는 미래형 컴퓨터입니다. 기존 컴퓨터와 전혀 다른 원리를 이용하는 양자 컴퓨터는 큐비트로 이루어져 있는데, 지금의 컴퓨터로는 불가능한 수많은 계산을 해낼 수 있습니다.

 

미래형 첨단 컴퓨터인 양자 컴퓨터는 여러 곳에서 실험적으로 만들고 있으나 아직 완전하게 개발되지는 않았습니다. 이것이 실현되면 게놈(유전자)이나 기상 등 지금의 슈퍼 컴퓨터로도 풀 수 없는 아주 복잡한 영역의 연구에 활용할 수 있을 것입니다.

 

양자 컴퓨터의 출발은 컴퓨터를 암호 해독에 활용하기 위한 연구에서 시작되었습니다. 양자 컴퓨터는 순간 이동 같은 공상과학 소재를 현실에서도 가능하게 할 수 있습니다. 과학자들은 광자가 연결되지 않은 경우에도 컴퓨터 칩에 있는 광자 사이에 정보가 전달될 수 있다는 사실을 확인했습니다. 

 

현재 전 세계가 양자 컴퓨터 기술 개발을 활발하게 진행하고 있습니다. 미국에서는 구글, 마이크로소프트, IBM 등의 기업을 중심으로 연구가 진행되고 있습니다. 이러한 IT 기업들은 2035년 무렵이면 양자 컴퓨터가 상용화된다고 합니다.

 

우리나라는 해외에 비해서 양자 컴퓨터 관련 연구가 뒤처져 있지만, 최근 학계와 연구소를 중심으로 선진 연구기관들과 협력하여 연구를 진행하고 있습니다.

 

 

사물지능 기반 에지 컴퓨팅

 

수많은 데이터를 중앙 집중 서버가 아닌 분산된 소형 서버를 통해 실시간으로 처리하는 기술을 에지 컴퓨팅이라고 합니다. 에지 컴퓨팅은 네트워크 가장자리에서 먼저 데이터를 처리한다는 뜻을 담고 있습니다. 다양한 단말 기기에서 발생하는 데이터를 클라우드와 같은 중앙 집중식 데이터 센터로 보내지 않고 데이터가 발생한 현장이나 근거리에서 실시간으로 처리합니다.

 

기하급수적으로 늘어난 데이터들을 다루는 데 있어서 기존의 기술로는 한계가 있어 새로운 기술이 필요하게 되었습니다. 이런 흐름에 맞춰 탄생한 것이 바로 에지 컴퓨팅입니다.

 

에지 컴퓨팅은 방대한 데이터를 중앙 집중 서버가 아닌 분산된 소형 서버를 통해 실시간으로 처리합니다. 이 기술은 실시간으로 대응해야 하는 자율 주행차, 스마트 팩토리, 가상현실 등 4차 산업혁명을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.

 

처리 가능한 대용량 데이터를 발생지 주변에서 효율적으로 처리함으로써 데이터 처리 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있고 인터넷 사용량을 감소시키는 장점이 있습니다.

 

처리 시간을 단축하는 것은 모든 컴퓨터 작업에서 바람직하지만 증강현실과 가상현실, 생체인식 등 최근에 각광을 받는 빅데이터 기술 관련 컴퓨팅에서 특히 유리합니다.

 

사실 에지 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅 방식을 보다 정교하게 만든 형태라고 볼 수 있습니다. 아직은 클라우드 컴퓨팅의 장점이 많아 이것 없이 에지 컴퓨팅만으로 모든 것이 돌아가기에는 한계가 있습니다.

 

또한 에지 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅의 문제점을 보완하기 위해 나온 것이지 이것을 대신하기 위해 개발된 것은 아니기에 아직 이를 완전히 대채하는 것은 어려울 것으로 보입니다.

 

 

미래의 직업 탐구

 

양자 컴퓨터 전문가

 

양자 컴퓨터를 개발하여 그동안 풀리지 않았던 물리학 문제를 해결할 수 있고 양자 컴퓨터가 가지고 있는 전자기장이나 물리적 움직임 또는 극복하는 연구를 합니다.

 

전문가가 되기 위해서는 전기 전자공학, 원자력공학, 통신공학 등을 전공하고 문제 해결을 위한 분석적 사고능력과 새로운 제품을 만들 수 있는 창의력이 필요합니다. 정밀부품을 다루기 때문에 꼼꼼한 성격을 가진 사람에게 적합합니다.