정확한 날씨 예측이나 기후 변화 모델링과 같은 거대 시뮬레이션 문제에 양자컴퓨터는 어떤 기여를 할 수 있을까요

Question

현재 날씨 예측이 매우 어렵고 오차범위도 매우 심합니다. 그렇다면 이런 변화모델링과 같은 거대시뮬레이션에 있어서 양자컴퓨터 기술이 어떤 기여를 할 수 있다고 생각하시나요

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

양자컴퓨터가 나오면 정확도는 올라가겠지만 거기에 맞춰 기후변화에 따른 기상이변역시도 심화될 것 입니다. 현재 지속되는 지구의 연평균 기온의 상승이 전세계적으로 기상 이변을 일으키고 있기에 기후 예측이 힘듭니다. 이러한 예측이 어려운 것이 컴퓨터의 성능 저하보다는 기상이변의 예측 불가능성이 더욱 커지고 있기 때문입니다.

지구의 기후는 극지방과 적도의 대기의 순환에 따라 이루어 집니다. 하지만 지구 온난화, 아니 열대화로 인해 극지방의 온도가 계속 올라가고 있습니다. 그렇게 되면 극지방과 적도의 온도차이에 의한 대기의 순환에 문제가 발생해 과거와 같은 순환이 일어나지 않고 정체하게 되어 예측하지 못하는 이변들이 발생합니다. 비가 오지 않는 지역에 비가 더욱 오지 않거나 때론 더욱 많이 오거나 해서 지구의 사막화가 더욱 가속되기도 하고 태풍의 생성 횟수 및 파괴력 상승, 그리고 태풍의 이동방향의 예측불가능성 등 정말 예측하기 어려운 기후위기들이 계속 발전하고 있습니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)

Answer 2

안녕하세요. 황성원 전문가입니다.

양자컴퓨터는 복잡한 기후 시스템의 변수들을 병렬적으로 처리하여 시뮬레이션 속도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

기후 모델에 필요한 방정식 해석에서 기존 컴퓨터보다 효율적으로 계산할 수 있는 가능성이 있습니다.

특히 양자 알고리즘은 대규모 행렬 연산과 최적화 문제에서 뛰어난 성능을 보일 수 있습니다. 여기에 기후 예측의

불확실성 감소와 고해상도 예측 모델 개발에 도움을 줄 수 있습니다. 다만 실용적인 적용까지는 하드웨어와 알고리즘

개발이 더 필요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 조일현 전문가입니다.

양자컴퓨터는 초고속 연산이 가능하며 복잡한 시스템을 동시에 분석할 수 있는 능력이 있어 복잡한 기후 및 기상 모델을 정밀화하여 기존에 부족했던 요소들을 더 정확하고 신뢰도가 높은 예측이 가능합니다.

또한 다양한 시나리오 비교하거나 분석하여 최적의 방향 및 정책을 보여 줄 수 있을 것으로 보고 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 박정철 전문가입니다.

현재 날씨 예측과 기후 변화 모델링은 대기, 해양 등 복잡한 요소들의 상호작용 때문에 매우 어렵습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩과 얽힘을 활용한 초고속 연산 능력으로 이 난제를 해결할 혁신적인 잠재력을 가집니다. 방대한 기상 데이터를 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 처리하여, 게릴라성 호우나 국지성 폭우 같은 극단적 기상 현상을 더욱 정확하고 신속하게 예측할 수 있게 됩니다. 또한, 고해상도 기후 모델링을 통해 복잡한 상호작용을 세밀하게 분석하여 장기적인 기후 변화 예측의 정밀도를 획기적으로 높일 수 있습니다. 이는 기후 변화 대응 전략을 최적화하는 데도 크게 기여하며, 한국 기상청도 양자 컴퓨터 도입을 검토하는 등 전 세계적으로 연구가 활발합니다. 양자 컴퓨터는 미래 기후 예측의 강력한 도구가 될 것입니다.