공상가의 Nexus

실온에서 동작하는 양자 기술이 가능하다면 , 양자 컴퓨팅과 통신의 미래는 어떻게 바뀔까요 ? 양자 정보 기술의 발전은 주로 극저온 환경에서 이루어져 왔지만 , 최근 연구들은 실온에서도 안정적인 양자 얽힘을 구현할 수 있는 가능성을 열어가고 있습니다 . 오늘 소개드릴 논문은 26 November 2024, nature communications 에 게재된 ‘ Room-temperature waveguideintegrated quantum register in a semiconductor photonic platform ‘ 로 실리콘 카바이드 (SiC) 기반 양자 포토닉 플랫폼으로 기존의 한계 극복을 위한 연구입니다 . 자 오늘은 어떤 새로운 내용이 기다리고 있을지 시작해 볼까요 ? 관련 기술의 배경과 기존의 문제 양자 포토닉 집적 회로 (QPIC) 개요 양자 포토닉 집적 회로 (Quantum Photonic Integrated Circuit, QPIC) 는 광학 기반 양자 정보를 효과적으로 처리하고 전달할 수 있는 첨단 기술로 , 차세대 양자 네트워크와 양자 센서 시스템의 핵심 요소로 주목받고 있습니다 . 기존의 양자 정보 처리 시스템은 주로 저온 환경에서 동작하며 , 물리적 크기가 크고 복잡한 배선이 요구되는 문제가 있었는데 , 이러한 문제를 해결하기 위해 , 집적된 포토닉 소자를 활용하여 실온에서도 안정적으로 양자 연산 및 정보 전송이 가능한 플랫폼이 연구되고 있습니다 .   기존 양자 네트워크 및 센싱 기술 양자 네트워크 및 센싱 기술은 물리적 거리와 관계없이 양자 상태를 공유하고 , 고도의 민감도로 환경 변화를 감지할 수 있는 능력을 제공합니다 . 기존 기술에서는 다이아몬드 내 질소 - 공석 (NV) 센터와 같은 결함 중심을 양자 네트워크 노드로 활용한 연구가 있었지만 , 이러한 기술은 주로 극저온 환경에서만 안정적인 동작이 가능하며 , CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 공정과의...

안녕하세요 ! 오늘은 인공지능 업계에서 주목받고 있는 혁신적인 스타트업 , DeepSeek 를 소개해 보려고 합니다 . 혹시 제가 이전에 포스팅한 ‘ AI 반도체 (3): AI 반도체와 초거대 언어모델의 성능 ’ 에서 다룬 AI 학습과 추론에서의 모델 최적화에 대한 내용을 기억하시나요 ? 이 DeepSeek 기업은 이러한 모델 최적화를 훌륭하게 해낸 기업으로서 현재 AI 업계를 뒤흔들고 있습니다 . 첨단 AI 기술을 활용해 새로운 가능성을 열고 있는 이 회사는 단순히 기술을 개발하는 데 그치지 않고 , 다양한 산업 분야에서 어떻게 실질적으로 응용될 수 있는지에 대한 답을 제시하고 있는지 , DeepSeek 의 대표 모델인 ‘DeepSeek-R1’ 은 대형 언어 모델 (LLM) 시장에서 어떤 변화를 이끌고 있는지 함께 알아보도록 할까요 ? 자 , 이제 시작해 봅시다 !   1. DeepSeek 의 기업 개요 DeepSeek 는 2023 년에 설립된 중국 기반 인공지능 (AI) 스타트업으로 , 첨단 기술을 활용하여 대형 언어 모델 (LLM) 을 개발하는 데 특화된 기업입니다 . 설립 초기부터 AI 기술의 접근성과 비용 효율성을 높이는 것을 핵심 목표로 삼았으며 , 이를 통해 다양한 산업에서 AI 기술의 민주화를 실현하고자 노력하고 있습니다 . 이 회사는 제한된 자원으로 고성능 AI 모델을 개발하는 데 성공하며 AI 업계에서 큰 주목을 받고 있습니다 . 2. DeepSeek-R1: 대표 모델과 성능 분석 DeepSeek 의 대표적인 모델로는 ‘DeepSeek-R1’ 이 있습니다 . 이 모델은 독창적인 경량화 알고리즘과 효율적인 분산 학습 기술을 통해 대규모 데이터를 빠르고 정확하게 처리할 수 있도록 설계되었습니다 . 특히 , 수학적 추론과 코딩 관련 작업에서 뛰어난 성능을 보여줍니다 . DeepSeek-R1 은 전문가 혼합 (MoE) 아키텍처를 활용하여 각 토큰에 대해 매개변수의 하위 집합만 활성화함으로써 자원 사용을 최...

 양자컴퓨터에 관심있는 분이라면 ‘ 큐비트 ’ 라는 용어를 이미 들어보셨을 것 같습니다 . 하지만 혹시 ‘ 큐디트 ’ 라는 용어를 들어보신적 있으신가요 ? 오늘 소개드릴 연구는 다차원 상태를 활용해 양자 컴퓨팅의 병렬성 , 속도 , 효율성을 크게 향상시킬 잠재력을 가지고 있는 ‘ 큐디트 ’ 에 대한 연구입니다 (04 March 2022, Nature communications, A programmable qudit-based quantum processor ). 이 글에서는 큐디트 기반 양자 프로세서가 어떤 기술적 혁신을 가능하게 했는지 , 그리고 우리의 미래를 어떻게 변화시킬 수 있을지 함께 살펴보려고 합니다 . 그럼 큐디트가 열어갈 양자 혁신의 세계를 함께 들여다보도록 할까요 ? 자 시작해 봅시다 ! 🚀 1. 기술적 배경과 기존의 문제점 큐디트와 기존 양자 컴퓨팅의 한계 양자 컴퓨팅은 기존의 고전 컴퓨팅으로는 해결하기 어려운 문제를 효율적으로 해결할 가능성을 보여주며 , 다양한 과학 및 산업 분야에서 주목받고 있습니다 . 현재 대부분의 양자 컴퓨팅 시스템은 2 차원 상태를 활용하는 ** 큐비트 (qubit)** 를 기반으로 설계되어 있으며 , 이는 다양한 양자 알고리즘 ( 예 : Shor’s algorithm, Grover’s search algorithm) 에서 양자 우위를 입증하는 데 중요한 역할을 했습니다 . 그러나 큐비트 기반 양자 컴퓨팅은 다음과 같은 한계에 직면해 있습니다 : 자원 요구량의 급증 : 복잡한 계산을 수행하기 위해서는 더 많은 큐비트와 복잡한 회로가 필요합니다 . 오류 수정의 높은 비용 : 양자 오류 수정 기술이 필수적이지만 , 이는 계산 자원과 시간 소모를 크게 증가시킵니다 . 병렬성의 제약 : 양자 알고리즘의 병렬 계산 능력은 제한된 힐베르트 공간 차원에 의해 제한됩니다 .   큐디트의 등장 배경과 중요성 ...

 여러분 , 예전에는 공상 과학 소설에서도 상상하기 어려웠던 기술이 현실에서 우리 눈앞에 펼쳐지고 있다는 사실을 알고 계시나요 ? 오늘 소개할 nature communications 에 게재된 ‘ Quantum machine learning withAdaptive Boson Sampling via post-selection ’ 연구에서는 양자 컴퓨팅과 기계 학습의 융합을 통한 완전히 새로운 가능성을 기대할 수 있게 하고 있습니다 . 양자 컴퓨터의 강력한 계산 능력을 활용해 기계 학습의 한계를 뛰어넘을 수 있는 혁신적인 방법이 단순히 ‘ 빠르다 ’ 를 넘어 , 우리가 데이터를 이해하고 처리하는 방식을 근본적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있죠 . 이 기술은 어떻게 작동하고 , 어떤 문제를 해결할 수 있을까요 ? 더 나아가 이 기술이 우리의 일상과 산업에 어떤 영향을 미칠 수 있을까요 ? 오늘도 한번 시작해 보도록 하겠습니다 !   1. 기술적 배경과 기존 문제점 양자 컴퓨팅의 발전과 현재의 한계 양자 컴퓨팅은 기존의 고전 컴퓨팅으로 해결하기 어려운 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 가능성을 제시하며 , 현대 과학과 기술에서 매우 중요한 연구 분야로 자리 잡고 있습니다 . 특히 , 양자 컴퓨터의 병렬 처리 능력과 양자 얽힘 , 초위상 (superposition) 등 고유한 특성은 기계 학습 , 최적화 , 암호학 , 신소재 설계 등 다양한 분야에서 혁신을 일으킬 잠재력을 가지고 있습니다 . 하지만 양자 컴퓨터의 대규모 유니버설 구현은 현재로서 기술적 , 이론적 장벽에 직면해 있습니다 . 광기반 플랫폼은 양자 컴퓨팅의 주요 후보 중 하나로 , 장거리 전송과 디코히어런스에 대한 높은 내성을 가진다는 장점을 지닙니다 . 그러나 이러한 시스템은 광자 간 상호작용을 효율적으로 구현하는 데 필요한 비선형 게이트의 기술적 어려움으로 인해 실질적 한계를 겪고 있습니다 . 이로 인해 , 완전한 양자 컴퓨팅 시스템 대신 비유니버설 모델을 활용한 중간 ...

  망막 이상과 신경 장애는 많은 사람들의 일상적인 삶을 방해하는 복잡한 유전 질환들 중 하나입니다 . 이 질환들은 종종 조기에 발병하며 , 시력을 잃거나 신경 기능이 저하되어 삶의 질을 심각하게 위협합니다 . 오늘 소개드릴 연구는 , nature communication 에 게재된 ‘GPATCH11 variants cause mis-splicing and early-onset retinal dystrophy with neurological impairment’ 입니다 . 이 논문에서는 GPATCH11 이라는 단백질에 대한 연구로 망막 이상과 신경 장애 문제를 해결할 새로운 가능성을 제시하고 있습니다 . 지금부터 , 이 연구가 어떻게 이 복잡한 문제를 하고자 하는지 한번 확인해볼까요 ? 자 , 시작해봅시다 !   관련 기술의 배경과 기존 문제 GPATCH11 및 G-patch 단백질의 역할 G-patch 단백질은 글라이신 - 풍부 도메인 (G-patch domain) 을 특징으로 하며 , RNA 대사에서 중요한 역할을 수행합니다 . 이 단백질들은 RNA 헬리케이스와 상호작용하여 리보핵단백질 복합체의 재구성을 조절하는 등 프리 -mRNA 스플라이싱 및 전사 조절 과정에 핵심적입니다 . 인간에서는 23 종의 G-patch 단백질이 확인되었으며 , 이 중 일부는 스플라이싱 및 전사 조절에 관여하고 , 나머지는 리보솜 생합성 , RNA 수출 , 그리고 snoRNA 성숙에 관여합니다 . GPATCH11(CCDC75 또는 CENP-Y 로도 알려짐 ) 은 G-patch 단백질군에 속하며 , 핵 내부에서 널리 분포되어 있지만 RNA 대사에서의 구체적인 역할은 제한적으로 연구되어 왔습니다 . 이 단백질은 뉴클레오플라즘 (nucleoplasm) 과 중심체 (centrosome) 에 국소화되어 있어 RNA 및 섬모 (cilia) 대사와 관련된 잠재적 기능이 제안되었습니다 . 스플라이스체와 희귀 질환 스플라이스체는 프리 -m...