Jane Goodall 연구소·FormationQ, 양자컴퓨팅으로 영장류 행동생태 연구 착수

연구의 출발점: 진화적 수수께끼

침팬지와 보노보는 유전적으로 매우 가까운 종이지만 집단 행동은 극명하게 갈린다. 침팬지는 조직적이고 치명적인 집단 간 공격성을 보이는 반면, 보노보는 집단 경계를 넘어 평화롭게 교류한다. 이번 연구 프로그램 '전쟁과 평화의 생태학(Ecology of War and Peace)'은 이 행동 분기를 진화생태학적으로 설명하려는 시도다. Dr. Jane Goodall이 탄자니아 곰베에서 60년 이상 축적한 현장 관찰 데이터가 핵심 자료로 활용된다.

계산 병목과 에이전트 기반 모델

연구팀은 미네소타대학교에서 개발된 에이전트 기반 시뮬레이션 플랫폼 B3GET를 사용한다. 이 가상 환경에서 디지털 영장류 개체들은 먹이 탐색, 이동, 번식, 집단 충돌을 동적 지형 위에서 수행한다. 국지적 먹이 분포, 계절별 행동권, 집단 결속 규칙 등 수십 개의 생태 변수가 동시에 상호작용하는 시뮬레이션은 기존 고전 컴퓨팅 아키텍처로는 처리 한계가 뚜렷하다는 것이 연구팀의 판단이다.

양자-고전 하이브리드 접근법 적용

FormationQ는 미네소타대학교 슈퍼컴퓨팅 연구소와 협력해 이 다변수 시뮬레이션을 IonQ의 트랩 이온 방식 양자컴퓨터에 매핑하는 작업을 담당한다. 비선형 다변수 자연계의 복잡도를 양자 알고리즘으로 처리하려는 시도로, 완전한 오류 내성(fault-tolerant) 양자 장치가 실용화되기 이전 단계에서의 적용 가능성을 탐색하는 성격을 갖는다.

보전 생물학으로의 연결

이 연구가 실용적으로 지향하는 곳은 야생 영장류 보전이다. 자원 부족과 서식지 손실이 개체 사망률에 미치는 영향을 정밀하게 모델링함으로써, 보전 전문가들이 개체군 생존율을 예측하고 보호 우선 서식지를 선정하는 데 활용할 수 있는 도구를 제공하는 것이 최종 목표다. 세계 침팬지의 날(World Chimpanzee Day)에 맞춰 발표된 이 파트너십은 양자컴퓨팅의 비전통적 응용 사례로도 주목받고 있다.

현단계 한계와 의미

현재 트랩 이온 방식 양자 하드웨어는 큐비트 수와 연산 충실도(fidelity) 측면에서 여전히 제약이 존재한다. 연구팀이 하이브리드 접근법을 택한 것도 이 때문이다. 행동생태학이라는 생물학적 영역에 양자 알고리즘을 접목한 사례는 전례가 드물어, 양자 하드웨어의 응용 저변 확장 가능성을 가늠하는 시험대로 기능할 전망이다.