Qiskit Summer School
Quantum Programming

IBM 국제 여름학교 경험 후기

8월 12, 2020

지난 주 IBM의 글로벌 여름학교가 성황리에 막을 내렸습니다. 전 세계에서 약 5000여 명이 참가했고, 그중 2000여 명이 동시에 관람하는 등 큰 호응을 얻었습니다. 이를 위해 천명이 동시에 대화를 하는 채널이 만들어 지기도 했습니다. 여름학교는 새로운 기술에 대한 흥분으로 가득찬 콘서트같았습니다.

IBM 양자 교육 팀장, Abe Asfaw의 트윗

운 좋게도 저는 “실험학생”으로 참여할 수 있었습니다. IBM은 실험 학생들에게 학습 자료와 과제를 주었고, 그 과제를 완료하기 위한 스터디 그룹도 만들어 주었습니다. 현재 양자광학 박사 과정중에 있는 저는, 여름학교의 강의와 연구를 따라가기 쉬었으나, 양자 컴퓨터를 배우기 위해서 많은 고등학생들도 참여했다는 사실에 적지 않은 충격을 받았습니다. IBM의 양자컴퓨터 여름학교는 물리학 전공자 뿐만아니라 다른 학과, 학력을 가진 모든 사람들과 통합하기 위해 최선을 다하는 것 같았습니다. 저도 고등학교때 이런 기회가 있었으면 좋았겠다 생각했습니다.

  1. 수업 자료
Crowdcast으로 하는 양자강연

여름학교는 양자역학의 기초지식으로 시작하여 양자컴퓨팅을 이용한 양자화학 시뮬레이션까지 수업을 진행했고, 강의는 박사과정 학생부터 전 세계 전문가에 이르기까지 다양했습니다. 크게 주제는 다섯 가지로 나누어져 있었습니다.

  • 양자 역학 배우기: Elisa Bäumer
  • 쇼어 알고리즘: Abraham Asfaw
  • 반복 코드를 사용한 양자 오류 수정: James Wootton
  • 초전도 큐빗: Zlatko Minev
  • 양자화학: Abhinav Kandala & Antonio Mezzacapo

특히 세가지 주요 주제가 눈에 띄었습니다: 양자역학, 양자컴퓨팅 소프트웨어하드웨어. Elisa는 양자 상태, 양자 회로, 측정과 같은 양자 역학의 기본 지식을 다루었다. Abraham , Abhinav , Antonio 는 쇼어의 알고리즘과 양자화학 시뮬레이션 등 양자컴퓨터의 적용에 대해 논의했다. Zlatko와 James 는 Cavity QED를 이용해 실제로 양자컴퓨터를 트랜스몬 회로를 이용해 조작할 수 있는 방법과 오류 보정 회로를 이용해 실험적으로 재현할 수 있는 방법을 보여줬습니다.

유투브에 올라온 IBM 양자컴퓨터 직업 설명회

잘 짜여져 있었고 이 수업은 학부 물리전공 4년차의 1학기 수업과 맞먹는 수업이었고, 수업 마지막 날, IBM은 최고 대학의 교수진과 IBM Quantum 부사장이 참석한 가운데 패널토론을 진행했습니다. 유투브에서 확인 가능합니다: Quantum Computing Careers:

  • Jay Gambetta, IBM Quantum 부사장
  • Marina Radulaski, UC 데이비스 전기컴퓨터공학교수
  • K. Birgitta Whaley, 버클리 퀀텀 정보 센터장
  • Steve Girvin, 유진 히긴스 예일대 물리학과 교수
  • Monika Schleier-Smith, 스탠퍼드 대학교 물리학교수
  • John Preskill, 리처드 P. 파인만, 앨런 V.C. 이론 물리학 교수, 데이비스와 레나벨 데이비스 리더쉽 회장

이 토론은 양자컴퓨팅에 대한 매우 통찰력 있는 대화이었고, 박사 학위가 여부에 상관없이 물리학자와 컴퓨터 과학자, 공학자들에게 직업 기회를 소개했습니다.

2. 실험 과제

IBM 여름학교에서는 실험학생들에게 매일 한 가지 과제를 주었는데, 우리의 알고리즘을 시뮬레이션하기 위해 IBM 양자 컴퓨터를 사용하는 것이었습니다. Python 프로그래밍 언어로 실제 양자 컴퓨터를 사용할수 있는 것이 너무 흥미로웠습니다. 사실, IBM의 Qiskit은 누구나 웹사이트에서 사용해볼수 있습니다. Qiskit

양자 컴퓨팅 실험 자료

그 과제들은 꽤 간단했습니다. 실험도우미들에 의해 10분에서 1시간 정도의 강의가 시작했고 (Abraham Asfaw, James Wootton, Nick Bronn, Abhinav Kandala, and Antonio Mezzacapo), 실험도우미들이 만든 알고리즘을 완성하기 위해 간단한 코드 라인을 추가하는 것이 과제였습니다.

Discord를 통한 수업 도움

과제를 하기 위해서 만들어진 스터디 그룹 채팅방은 매우 유용했습니다. IBM 멘토들은 24시간 내내 다른 시간대에서 전 세계 학생들을 도와주었습니다. 채팅방에는 익숙하지 않은 양자컴퓨팅으로 혼란스러워하는 몇몇 학생들을이 있었고, 그들을 열심히 돕는 멘토가 있었습니다. 제는 Python익숙하지 않아서 질문을 했는데, @raisinbran99 분이 도와주셨습니다. 이분은 마술사처럼 제 문제를 해결해주었답니다!

과제를 끝냈을때 나오는 메세지창

3. 네트워킹 기회

IBM 여름 학교의 가장 큰 장점 중 하나는 네트워킹 기회였습니다. 채팅방 채널에서 우리는 네트워킹을 할 기회가 있었는데, LinkedIn과 Facebook, IBM의 Qiskit 슬랙 커뮤니티, IBM Qiskit 트위터 계정을 통해 저희는 서로 연결될수 있었습니다. 저도 또한 LinkedIn에 양자 컴퓨팅 커뮤니티 중 하나를 만드는 것을 도왔습니다.

양자 컴퓨팅 네트워킹 기회

이것은 저에게 큰 기회였습니다. 저는 전세계의 많은 물리학자, 금융가, 엔지니어들과 이야기를 나눌 수 있었고 그들과 좋은 관계를 맺을 수 있었습니다. 저처럼 양자컴퓨팅에 매료된 사람들과 대화하는 것을 정말 즐거웠습니다!

4. 개선되어야할 점

계속 이야기하고 싶은 좋은 것들이 많지만, 더 나은 여름 학교를 위해 조금 개선할 여지가 보이긴 했습니다.

  1. 협업에 어려움
  2. 실험과제에 대한 보상 부족

처음에는 채팅방에서 다른 사람들과 대화하고 협업하는 것이 힘들었습니다. COVID 때문에 모든 것이 가상이었기 때문에 저희는 아무런 지침도 없이 채팅방에서 낯선 사람들과 대화를 해야 했었습니다. 

이것은 쉽게 고쳐질수 있다고 생각하는데, IBM에서 배정된 그룹장이 이끄는, 같은 시간대에 그룹 멤버들과 영상 대화와 그룹통화를 한다면 좋겠다 생각했습니다. 저는 따로 채팅방을 만들어 10명 가량의 사람들을 초대해서 함께 보이스톡을 했고, 그래서 협업이 훨씬 쉬워져 프로젝트를 완성할 수 있었습니다.

둘째로, 여름학교의 과제는 다음날 답을 제공했습니다. 해결방법은 유용했지만, 답이 나오기 전에 푼 사람과 나온 후에 푸는 것에대한 차이가 없었습니다. 좀 더 엄격한 마감일이 있었다면, 학생들이 서로 협력하고 동기부여를 할 수 있었다고 생각합니다.

5. 끊는말

위에서 말한 개선해야할 점들이 방해물이 되지 않을 정도로, IBM에서 주최한 여름학교는 매우 훌륭한 프로그램이었습니다. 양자컴퓨팅에 매료된 사람들을 위해 좋은 공간을 조성하려는 IBM의 노력에 너무 감사했습니다. 특히 COVID로 인해 불확실한 이 시기에는 새로운 기술을 배우고 멋진 사람들을 만날 기회가 있었던 것은 너무 좋았습니다.

김세순 정보

오클라호마대학과 양자연구기술센터의 실험 양자광학 박사과정 학생입니다.  Twitter @saesunkim

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