양자컴퓨터, 인공지능은 인류를 지배할 수 없다.
우리가 진짜 두려워해야 할 것은?
Quantum computers, AI can not control humanity.
1. 양자컴퓨터
'꿈의 컴퓨터', '스스로 생각하는 컴퓨터'라는 별명을 가진 계산기. 저명한 과학자 리처드 파인만이
구상자로, 실질적인 작동원리는 옥스퍼드대의 데이비드 도이치 박사가 고안하였다.
트랜지스터로 만들어진 기존의 게이트 대신 양자를 연산법칙으로 사용한다.
무어의 법칙에 따르면,
*무어의 법칙- 컴퓨터의 성능은 일정 시기마다 배가하며 기하급수적으로 증가한다는 법칙
회로 집적도가 크게 증가하여 2010년대 말 ~ 2020년대 후반 즈음에는
나노 가공 기술의 발달과 함께 양자 터널링 현상이라는 벽에 부딪혀 전자들을 통제할 수 없을
것이라고 전망되기 때문에, 양자 컴퓨터는 미래 컴퓨터의 대안이 될 수 있다.
"4~5년 뒤면 현재 수퍼컴퓨터보다 수십만~수백만 배의 속도를 가진 컴퓨터가 우리 생활에
스며들면서 인공지능(AI)·암호·재료과학·신약 개발 등 모든 분야에서 상상할 수 없는
세상이 열릴 것이다." 라고 학자들이 말한다.
현재 구글, IBM 등 글로벌 IT 기업들도 치열한 경쟁을 하며 연구중이며,
양자컴퓨터는 수퍼 컴퓨터가 1000년 걸리는 계산을 몇 분이면 해낼 수 있다.
양자컴퓨터 기술을 가장 먼저 개발한 단체는 현 사회보다 몇 천년이나 앞지르는 분석과 계산을
할 수 있는 것이다.
2. 양자컴퓨터의 원리(쉽게 요약한 개론)
현재의 컴퓨터는 0과 1이라는 이진법 신호로 작동한다. 스위치를 켜 전기가 흐르도록 하면
1, 스위치를 끄면 0을 나타내는데 이를 이용해 연산을 하거나 정보를 저장하고 읽어내는 식이다.
0이나 1의 상태가 '비트'라는 정보의 기본 단위가 된다. 비트의 양이 늘어날수록
성능도 비례해서 발전한다. 더 작은 반도체에 더 많은 비트를 담는 것이
현재 반도체 회사들의 목표였던 것이다.
반면 양자컴퓨터는 눈에 보이지 않는 미시 세계에서 나타나는 양자역학을 이용한다.
양자역학은 0과 1이 아닌 중간 단계가 동시에 존재할 수도 있다.
이 때문에 양자컴퓨터는 0과 1을 이용하면 두 가지가 아니라 00, 01, 10, 11과 같은
4가지 표현이 가능하다. 이 단위를 '큐비트'라고 한다. 큐비트 세 개가 있으면 8가지 상태를
표현할 수 있고 네 개는 16가지 상태가 가능해진다.
10개가 있으면 무려 1024가지 상태를 표현할 수 있다. 비트를 늘리는 것보다
큐비트를 늘리는 것이 비교도 안될 정도로 효율적이라는 것이다.
양자컴퓨터의 작동 원리를 이해하지 못한다고 해서 실망할 필요는 없다.
일반인은 물론 물리학 전공자 중에서도 양자역학을 이해한다고 자신 있게 말할 수 있는
사람이 드물다. 양자컴퓨터를 처음 구상한 미국 물리학자 리처드 파인먼은
"상대성 이론을 이해하는 사람은 전 세계에 12명 있지만, 양자역학을 이해하는 사람은
아무도 없다"는 말을 남겼다.
3. 양자컴퓨터 경쟁
양자컴퓨터는 이처럼 천문학적 분량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있어,
인간 게놈(유전체) 분석과 기상데이터 분석, 인공지능, 우주 관측 데이터 분석, 주식시장 예측,
시뮬레이션(모의실험) 등의 분야에 사용 가능하다고 말한다.
양자컴퓨터는 특히 주어진 여러 가능성(조합) 가운데 최적의 경로 혹은 상태(조합)를 찾는
최적화 문제에서 빛을 발할 수 있다. 막대한 빅데이터를 보유중인 '구글' 같은 글로벌 기업이
양자컴퓨터의 연산능력을 갖게 된다면 인류에게 미칠 파급력은 상상하기 힘들 정도다.
양자 컴퓨터의 아주 단적인 성능중 하나를 말하자면,
현재 거의 대부분의 보안시스템 알고리즘은 소인수분해에 의거하고 있는데 이것을 해석할 때
현재 컴퓨터상에서 하자면 너무나 오랜시간이 걸린다.
예를 들어 1994년 RSA129로 알려진 129자리 숫자(426비트)를 소인수분해 하는 데에는
이 알고리즘을 이용하여 세계에 있는 1,600여 대의 워크스테이션을 병렬로 연결하여
8개월이 걸렸다. 이 알고리즘대로 250자리의 수(829비트)라면 800,000년이 걸릴 것이며,
1,000자리라면 1025억 년이 걸릴 것이다. 이것은 우주의 나이보다 더 많은 시간이다.
그냥 더 많은 것이 아니라 우주가 만들어져서 지금까지 성장한 과정을
몇 번을 반복할 수 있는 시간이다. 하지만 양자컴퓨터라면 순식간에 계산되므로
현재 사용되는 보안알고리즘은 더 이상 사용할 수 없고 우리가 사용하는 시디키도 마찬가지로
소인수분해 알고리즘을 사용하기 때문에 무한정 복사기마냥 시디키를 복제해서 찍어낼 수 있게 된다.
소인수분해 문제 이외에도 수많은 암호 알고리즘이 바탕을 두고 있는 이산로그 문제 역시
양자컴퓨터로 해결할 수 있다. 따라서 양자컴퓨터가 본격적으로 사용된다면
현재까지 개발된 대부분의 암호 알고리즘이 쓸모없어지게 된다.
이것은 상상을 초월하는 권력을 안겨주는 것이다.
거대한 감옥이 되어가는 지구. 대중들은 기술의 발전을 무의식적으로 두려워하며
일명 '빅브라더' 들은 언론과 엔터테이먼트 산업을 통해 '인공지능이 인류를 뛰어넘어
인간을 지배할 것'이라는 세뇌를 해왔다. 이러한 세뇌의 해악은 무의식적 두려움이
기술 배척으로 향하는 사회 현상으로 번지는 것이다.
그들이 의도하는 아주 이상적인 반응이라 할 수 있다. 우리는 인공지능을 두려워하며
기술을 배척하기 보다 기술이 소수에게 독점되는 것을 두려워 해야 될 것이다.
4. 인공지능의 진짜 미래
인간의 유전자를 100% 프로그래밍이 가능하더라도 인간 수준의 인공지능은 불가능 하다.
인간 유전자는 2만개에 불과하다. 한 개를 1bit라고 하면 20Kb.
윈도에 기본으로 들어있는 '지뢰찾기'게임이 100Kb가 넘는다.
그럼 인간이 그깟 게임 하나보다 더 단순하단 말인가? 그렇지 않다.
컴퓨터 프로그램은 정해진 순서대로 정해진 행동을 할 뿐이지만, 인간 유전자는 맥락에 따라
다양한 기능을 수행한다. 유전자 하나만 고장이나도 온 몸에 말썽이 생긴다.
양자 컴퓨터가 개발 되어도, 인간 수준의 인공지능은 불가능하다.
컴퓨터 프로그램과 유전자 프로그램은 작동 방식이 전혀 다르기 때문이다.
인간의 행동이 유전자에 '프로그래밍'되어 있다는 말의 문제는 이것이다.
'유전자는 컴퓨터 프로그램과는 달리 구체적인 행동을 하나하나 지시할 수가 없다.'
언어학자 제프리 엘만은 명사, 동사, 대명사만 있는 문법이 아주 간단한 언어를 만들어서
컴퓨터로 만든 인공 신경망에게 학습을 시켰다.
그런데 이놈의 인공 신경망이 간단한 언어도 제대로 배우지를 못했다.
아이들은 아주 복잡하고 변태스러운 문법도 잘 배운다. 아이의 뇌도 결국 신경망이다.
엘만은 질문을 던졌다. 아이들의 신경망과 컴퓨터의 인공 신경망의 차이는 무엇인가?
엘만이 내놓은 답은 이렇다. "아이는 자란다." 인간 유전자 어디에도 언어 습득에 관한
프로그램은 없다. 다만 뇌를 포함해 신체 발달의 양과 속도만 프로그램되어 있을 뿐이다.
이것이 언어 습득을 초래하는 것만이 사실이다.
뇌의 각 부분의 기능은 유전자에 의해 직접적으로 결정된 것이 아니라 다른 신경과의
상대적 위치에 따라 결정된다. 인간은 물론 개, 소, 말, 닭에 이르기까지
대뇌의 후두엽은 주로 시각을 담당한다.
그런데 일정 나이 이전에 시력을 잃은 장애인은 언어와 관련된 기능의 일부가 후두엽으로 옮겨 간다.
유전자는 측두엽으로 보건 후두엽으로 보건 아무 관심이 없다.
그저 신경을 여기에서 저기로 이어놓을 뿐이다.
신경의 배치가 뇌의 기능을 결정하고, 신경의 배치는 유전자가 결정한다면
결국 유전자가 뇌의 기능을 결정하는 것이라고 해도 완전히 틀린 말은 아니다.
그러나 이것은 매우 간접적이며 복잡한 후천적 과정을 거친다.
사람들 입에서 오르내리는 '범죄유전자', '동성애유전자'같은 것은
정확한 의미에서 존재하지 않는다.
사람은 천 억이 넘는 신경세포와 그 신경세포들이 지닌 평균 만 여 개의 연접,
따라서 100조 개 가량의 연산장치 위에서 돌아간다고 한다.
DNA 염기쌍이 고작 30억개인데 말이다.
인간의 유전자를 프로그래밍 하더라도 그것이 인공지능이 되는 것은 불가능하다.
인공지능, 양자 컴퓨터, 무어의 법칙에 따라 비약적으로 발전하는 기술은
우리가 두려워해야 할 대상이 아니라 누구보다 잘 이해해야 하고
잘 이용해야할 대상이란 것을 알아야 한다.
지구를 감옥화 하려는 '그들'에게 대항할 유일한 방법은 기술에 대한 관심, 앎과 실천이다.