[IITP] 주간기술동향 (2023.03.29)
양자 알고리즘
#Shor’s Algorithm (Shor’s algorithm을 실제 양자 컴퓨터에서 구동시키기 위해서는 [표 1]에 있는 수만큼의 양자 게이트와 큐비트가 필요)
#Grover’s algorithm
#양자 내성 암호
#큐비트
#양자 우월성(quantum supremacy)
#양자 어닐링(quantum annealing)
#QAOA(Quantum Approximate Optimization Algorithm) 알고리즘은 2014년에 Edward Farhi의 논문에서 소개된 이후 양자컴퓨터를 사용한 최적화 문제를 해결하는 것에 많이 활용되고 있다
#VQE(Variational Quantum Eigensolver)는 양자컴퓨터를 이용하여 분자 구조, 반도체 속성 등의 분자 관련 문제를 해결하는 알고리즘으로 분자의 기본 에너지 상태를 구하는 것을 목적으로 사용된다
#양자머신러닝, QCNN(Quantum Convolution Neural Network) - 양자컴퓨터 는 얽힘과 중첩의 특성을 이용하여 대량의 변수를 처리해 기존의 머신러닝보다 더 많은 데이터와 변수를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 더 정확한 결과를 예측할 수 있음이 밝혀지고 있다.
a. 임베딩층, Embedding layer: 각각의 입력 데이터를 하나의 큐비트로 인코딩하는 계층
b. 피처맵층, Feature map layer: Rx, Rz 게이트를 사용하여 두 개 이상의 입력 데이터에 대한 비교를 가능하게 하여 입력 데이터로부터 상호보완적인 특징을 추출
c. 풀링층, Pooling layer: Swap과 CNOT 게이트를 기반으로 추출된 특징의 결합과 압축을 수행
d. 리드아웃층, Readout layer: 입력 데이터를 출력 결과로 표현하기 위해 Ry 게이트를 사용하여 압축하고 CNOT 게이트를 통해 최종 결과를 연산
양자 에러 수정 코드(quantum error correction), 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터를 혼합한 머신러닝 기술이 연구되고 있다.
자율주행자동차 안전성 위험분석
1. 예측 관점의 시스템 위험 분석 방법(Chain of Event)
1.1 예비위험분석(Preliminary Hazard Analysis: PHA)
- 시스템 내의 위험요소를 식 별하고 위험 원인과 영향을 미치는 범위에 대해 분석
- PHA는 시스템 상태 천이도를 활용한 체크리스트, 데이터 분석, 지식 기반의 접근 방법으로 위험 수준을 판별
- 위험 수준을 4가지인 파국적(catastrophic), 위기적 (critical), 한계적(marginal), 무시 가능(negligible)으로 구분
- 소프트웨어를 중점으로 분석할 수 있는 유사기법으로 SWSA(Software Safety Assessment) 가 있다.
1.2 결함수분석(Fault Tree Analysis: FTA)
- 시스템 안전성 분석에 사용되는 대표적인 연역적 분석 방법
- 분석 목표인 위험 상황(고장 및 오류)을 기준으로 두고 이론적으 로 세분화하여 고장 원인까지 규명해 나가는 하향식(top down) 방식
1.3 고장형태영향분석(Failure Mode and Effects Analysis: FMEA)은
시스템 안전성 분석 에 사용되는 대표적인 귀납적 분석 방법 중 하나이다.
FTA보다 분석하기가 용이하나 논리성 이 부족하고 각 요소 간의 영향 분석이 어려워 동시에 두 가지 이상의 문제가 발생할 경우 분석이 어려우며, 분석 목표가 물체로 한정되어 있어 인적요인 규명이 어려운 문제가 있다.
시스템 안전 해석에는 FTA와 병행하여 사용하는 것이 좋은 방법이다
2. 시스템 컴포넌트 간 위험 분석 방법
2.1 STAMP(System Theoretic Accident Model and Process)는 사고의 인과 관계를 분석 하는 모델로써 계층형 제어구조, 안전제약사항, 프로세스 모델이라는 세 가지 개념을 기반으 로 구성되어 있다. 개발과 운영에 관여하는 모든 요소를 정리하고 컴포넌트 전체가 상호작용 여부를 판단하여 분석을 진행하며, 안전을 보장하기 위한 준수 상항을 도출하여 동작하도록 프로세스 모델을 도출하는 방법이다.
2.2 STPA(System Theoretic Process Analysis)는 STAMP 기반 위험분석 기법으로 시스템의 각 요소가 이상 없이 동작하더라도 요소 간의 상호작용으 로 인해 발생하는 시스템의 안전성 위협 가능성을 분석하는 방법이다
3. 법규적 위험 분석 방법을 활용한 형식승인 방법
도로에서 시스템 운행 가능 여부를 판단하기 위해서 개발사는 시스템이 작동 가능한 운행 환경, 기존 사고 사례 대응 방안, 오류 및 결함 발생 시 백업 방안 등을 정의하고 문서화하도 록 국내외에서 권고하고 있다.
2022년 유럽에서는 자율주 행 형식 승인을 위한 절차 및 기술 사양 검증과정을 위한 법규에도 고려되고 있다
III. 클라우드가 융합된 자율주행 위험 상황 대응 기술 동향
원격지원 기술에는 자율주행차량 단위의 오류 및 한계 상황 판단 및 대응 기술들과 차량/인프라 데이터 융합 기술, 원격지원 서비스 결정을 위한 판단 기술, 원격지원 기반 회피 경로 생성 기술, 클라우드 기반 모니터링 기술 등이 포함된다.
차량의 데이터를 모두 수집하여 데이터 변환, 관리, 분석, AI 모델 적용 서비스 도출 등이 진행되고 있다.