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광속 AI: 유럽 연구팀, 유리섬유로 컴퓨팅 한계 돌파

탐페레 대학교와 마리 에 루이 파스퇴르 대학교 연구진이 초박형 유리섬유를 통한 레이저 펄스를 활용해 기존 전자식 컴퓨팅보다 수천 배 빠른 AI 연산을 시연했다. 이 혁신적인 시스템은 이미지 인식 등에서 최첨단 수준에 근접한 성능을 1조분의 1초 이내에 달성해, AI 처리 속도와 에너지 효율을 혁신적으로 끌어올릴 전망이다. 해당 기술은 기존 전자식 시스템의 대역폭과 전력 한계를 극복하는 차세대 광학 컴퓨팅 시대를 열 수 있을 것으로 기대된다.
광속 AI: 유럽 연구팀, 유리섬유로 컴퓨팅 한계 돌파

인공지능의 미래를 바꿀 획기적인 연구 성과가 유럽에서 나왔다. 두 연구팀이 빛의 힘을 활용해, 일반 유리섬유로 초고속 AI 컴퓨팅 시스템을 구현하는 데 성공한 것이다.

핀란드 탐페레 대학교의 마틸드 하리 박사와 프랑스 마리 에 루이 파스퇴르 대학교의 안드레이 에르몰라예프 박사가 이끄는 공동 연구팀은, 강력한 레이저 펄스가 얇은 유리섬유를 통과할 때 신경망 연산을 전례 없는 속도로 모방할 수 있음을 입증했다.

"기존 전자회로나 알고리즘 대신, 강렬한 빛 펄스와 유리 사이의 비선형 상호작용을 이용해 연산을 수행합니다."라고 하리 박사와 에르몰라예프 박사는 설명했다. 이 시스템은 신경망에서 영감을 얻은 '익스트림 러닝 머신(Extreme Learning Machine)'이라는 특수 컴퓨팅 아키텍처를 구현했다.

연구진은 이미지 인식 테스트에서 91%를 넘는 정확도를 달성했으며, 연산 속도는 펨토초(1펨토초=1천조분의 1초) 단위에 이른다. 이는 기존 전자식 시스템보다 수천 배 빠른 처리 속도다.

이번 돌파구는 전통적 전자 기술이 대역폭, 데이터 처리량, 전력 소모 측면에서 한계에 다다른 시점에 나왔다. AI 모델이 점점 복잡해지고 에너지 소모도 급증하면서, 업계는 기존 기술의 확장성에 큰 도전에 직면해 있다.

에르몰라예프 박사는 "우리 모델은 분산, 비선형성, 심지어 양자 잡음이 성능에 어떤 영향을 미치는지 보여주며, 차세대 하이브리드 광-전자 AI 시스템 설계에 중요한 지식을 제공합니다."라고 말했다. 연구팀은 궁극적으로 실험실 밖 실제 환경에서도 실시간으로 동작하는 칩 내장형 광학 시스템 개발을 목표로 하고 있다.

이 연구의 파급 효과는 학계에만 국한되지 않는다. 실시간 신호 처리, 환경 모니터링, 초고속 AI 추론 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. 데이터센터가 AI 시스템의 막대한 전력 소모로 어려움을 겪는 가운데, 광자 컴퓨팅은 더 빠르고 지속가능한 인공지능 실현을 위한 유망한 대안으로 주목받고 있다.

이번 프로젝트는 핀란드 연구위원회, 프랑스 국립연구청, 유럽연구위원회의 지원을 받아 진행됐다. 광학 컴퓨팅은 지난 5년간 약 36억 달러의 투자가 이뤄진 분야로, 업계가 기존 실리콘 기반 시스템을 대체할 기술 개발에 박차를 가하는 가운데 이번 연구는 실용화에 한 걸음 더 다가선 성과로 평가받는다.

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