하르트무트 네벤

하르트무트 네벤(Hartmut Neven)은 독일 아헨 출신의 독일계 미국인 과학자이자 공학자로, 양자 컴퓨팅과 컴퓨터 비전 연구를 이끌어 온 인물이며 구글 퀀텀 AI(Quantum AI) 조직을 총괄하는 엔지니어링 부사장이다. 그는 얼굴 인식·모바일 시각 검색 기술을 상용화한 뒤, 양자 프로세서를 이용한 머신 러닝과 양자 컴퓨터 개발을 선도하면서 '네벤의 법칙'으로 불리는 양자컴퓨팅 성능 향상 법칙을 제안하였다.

네벤은 자율 이동 로봇과 신경망 기반 물체 인식 연구로 박사 학위를 받은 뒤 남가주 대학교에서 컴퓨터 과학과 계산신경과학을 가르쳤고, 얼굴 인식·모바일 시각 검색을 다루는 두 개의 컴퓨터 비전 회사를 창업하였다. 두 번째 회사인 네벤 비전(Neven Vision)이 2006년 구글에 인수되면서 그는 구글에 합류했고, 비주얼 서치 팀과 프로젝트 글라스의 초기 개발을 이끌었다. 2012년에는 구글과 미국 항공우주국 나사 에임스 연구센터가 공동 설립한 구글 퀀텀 AI 연구소를 창립해 양자 프로세서와 양자 알고리즘을 개발하는 프로그램을 주도하고 있다.

 생애 
네벤은 1964년 서독 노르트라인베스트팔렌주 아헨에서 태어났다. 청소년기 이후 독일, 프랑스, 브라질, 이스라엘 등 여러 나라의 대학에서 물리학과 경제학을 공부하며 국제적인 교육 경험을 쌓았다. 그는 튀빙겐에 위치한 막스플랑크 생물사이버네틱스 연구소에서 발렌티노 브라이트엔베르크 지도를 받아 물체 인식을 위한 신경 동역학 모형을 주제로 석사 논문을 작성하였다. 이후 독일 루르 대학교 보훔 신경정보학 연구소에서 크리스토프 폰 더 말스부르크의 지도를 받아 시각 정보를 이용한 자율 이동 로봇의 동역학을 연구했고, 1996년 물리학 박사 학위를 취득하였다. 박사 과정 동안 그는 독일 장학재단인 독일학술진흥재단(Studienstiftung des Deutschen Volkes)의 장학 지원을 받았다.

네벤은 개인적으로는 예술과 자연 환경에 대한 관심이 깊다고 알려져 있다. 그는 아내와 두 아들과 함께 세계 여러 지역을 여행하며, 특히 아마존 열대우림을 찾아 토착 공동체와 협력해 약용 및 환각성 식물에 대한 지식을 보호하고 경제적으로 보상하는 프로젝트를 진행해 왔다. 또 글라이더 비행과 스노보드, 서핑을 취미로 즐기며, 미국 네바다주에서 열리는 버닝맨(Burning Man) 축제에서 예술 설치물을 제작하는 활동에도 참여하였다.

 학력과 초기 연구 
네벤은 대학 시절부터 신경망과 동역학 시스템을 결합해 지각과 행동을 설명하는 연구에 관심을 두었다. 막스플랑크 생물사이버네틱스 연구소에서 작성한 석사 논문에서 그는 시각 피질의 신경 활동을 단순화한 모형을 이용해 물체 인식이 시간에 따라 어떻게 안정된 패턴으로 수렴하는지 분석하였다. 루르 대학교 박사 과정에서는 카메라 영상을 이용해 주변 환경을 인식하고 장애물을 피하며 이동하는 로봇을 연구했으며, 시각·운동·제어를 하나의 연속적인 동역학 과정으로 통합하는 접근을 제시하였다. 이러한 연구는 당시 규칙 기반 인공지능이 주류였던 로봇공학 분야에서 신경망·자기조직화·행동 기반 로봇공학을 결합한 실험적 시도로 평가된다.

박사 학위 취득 후 네벤은 미국 남가주 대학교(USC)에서 컴퓨터 과학과 이론신경과학 분야 연구 교수로 재직하면서 생물·계산 시각 연구실(Laboratory for Biological and Computational Vision)에서 인간 시각 시스템을 모방한 패턴 인식 알고리즘을 개발하였다. 이후 그는 USC 정보과학연구소(Information Sciences Institute)에 설치된 인간-기계 인터페이스 연구실(Laboratory for Human-Machine Interfaces) 소장을 맡아, 자동 얼굴 인식과 감정 추정, 실시간 얼굴 움직임 분석 기술을 이용한 아바타 애니메이션 시스템을 구현하였다.

 컴퓨터 비전과 머신 러닝 연구 
네벤은 1990년대 후반 얼굴 인식 기술 회사 아이매틱(Eyematic)을 공동 창업해 최고기술책임자(CTO)를 맡았다. 이 회사는 웹캠이나 휴대전화 카메라로 촬영한 얼굴 영상을 실시간으로 분석해 3차원 아바타를 움직이는 기술, 사용자의 눈·입·머리 움직임을 통해 감정과 주의를 추정하는 기술을 상용 서비스에 접목하였다. 이후 그는 네벤 비전(Neven Vision)을 설립해 최고경영자(CEO)로 활동하면서, 휴대전화 카메라 사진을 서버에서 분석해 사람·사물·텍스트를 인식하는 모바일 시각 검색 플랫폼을 개발하였다. 네벤 비전은 일본 이동통신사 NTT 도코모와 보더폰 재팬의 휴대전화망에서 얼굴 필터와 애니메이션 이모티콘 서비스를 처음으로 상용화했으며, 얼굴 기반 로그인과 기기 잠금 해제 기능도 구현하였다.

네벤이 이끄는 팀은 미국 정부가 주관한 얼굴 인식 성능 평가(FERET 1996, FRVT 2002)에서 상위권을 차지했고, 이후 구글에서 이미지넷 대규모 시각 인식 챌린지(ILSVRC 2014)와 국제 문자 인식 대회(ICDAR 2013)에서 우수한 성능을 기록한 알고리즘 개발에도 참여하였다. 그는 2000년대 초 휴대전화 카메라 사진을 서버에서 뉴럴 네트워크로 분석하는 방식을 특허로 등록했으며, 이러한 연구는 후일 딥러닝 기반 모바일 컴퓨터 비전 서비스의 전조로 평가된다.

 구글 합류와 비주얼 서치 
2006년 구글은 모바일 시각 검색과 얼굴 인식 기술을 확보하기 위해 네벤 비전을 인수했고, 네벤은 구글 엔지니어링 디렉터로 합류하였다. 그는 구글 이미지 검색, 구글 포토, 유튜브, 스트리트뷰, 구글 고글스(Google Goggles) 등 여러 제품에서 사용하는 시각 검색 인프라를 구축하는 비주얼 서치 팀을 이끌었다. 이 팀은 사진 속 인물·사물·텍스트를 대규모 데이터베이스와 비교해 유사한 이미지를 찾는 알고리즘과, 스마트폰 카메라로 사물을 비추면 곧바로 관련 정보를 보여주는 서비스에 필요한 실시간 인식 기술을 개발하였다.

네벤은 웨어러블 컴퓨터 프로젝트 글라스(Project Glass)의 공동 설립자로서, 2011년 공개된 초기 프로토타입 개발을 주도하였다. 프로젝트 글라스는 카메라와 헤드업 디스플레이를 결합해 사용자가 주변 환경을 보면서 동시에 디지털 정보를 겹쳐 볼 수 있게 하는 장치를 목표로 하였으며, 이 과정에서 축적된 소형 카메라·저전력 시각 인식 기술은 이후 스마트폰과 증강현실 기기에 응용되었다.

 구글 퀀텀 AI와 양자컴퓨팅 
네벤은 2000년대 중반 양자 알고리즘을 이미지 인식에 적용하려는 시도를 시작했고, 캐나다 기업 디웨이브 시스템즈와 협력해 양자 어닐링 기반 이미지 인식 시스템을 구현하였다. 이 경험을 바탕으로 그는 '양자 머신 러닝'(quantum machine learning)과 '양자 AI'(Quantum AI)라는 용어를 사용하며 양자컴퓨터를 인공지능에 접목하는 비전을 제시하였다. 2012년 구글과 나사 에임스 연구센터, 미국 우주연구협회(USRA)는 캘리포니아주 모펫필드에 구글 퀀텀 AI 연구소(Quantum Artificial Intelligence Lab)를 설립하고, 네벤을 창립자 겸 총괄 책임자로 임명하였다.

초기에는 양자 어닐링 장치를 이용한 실험을 수행했으나, 네벤은 범용 양자컴퓨터를 지향해 2014년 존 마티니스 연구 그룹을 영입하고 초전도 큐비트 기반 프로세서 제작 라인을 구축하였다. 2019년 구글 퀀텀 AI 팀은 53큐비트 초전도 프로세서 '시커모어(Sycamore)'를 이용해 특정 무작위 회로 샘플링 문제를 수행한 결과를 네이처(Nature)에 발표했는데, 이 실험은 세계에서 처음으로 양자컴퓨터가 특정 계산에서 슈퍼컴퓨터를 실질적으로 능가하는 '양자 우위'를 실험적으로 입증한 사례로 평가된다.

2023년에는 표면 코드(surface code)를 이용해 17개와 49개의 물리 큐비트로 구성한 논리 큐비트를 비교한 양자 오류 정정 실험에서, 더 많은 물리 큐비트를 사용한 논리 큐비트가 오히려 더 낮은 오류율을 보인다는 결과를 제시하였다. 이는 논리 큐비트의 규모를 키우면 오류율이 감소할 수 있다는 양자 오류 정정의 이론적 예측을 실험적으로 뒷받침한 사례로, 대규모 유용한 양자컴퓨터 개발의 필수 조건 가운데 하나를 충족시키는 단계로 평가된다.

2025년 구글 퀀텀 AI 팀은 105큐비트 양자 프로세서 '윌로우(Willow)'와 '퀀텀 에코스(Quantum Echoes)' 알고리즘을 이용해, 양자 에르고디시티 경계에서 시간 비순서 상관함수(OTOC)를 측정하는 실험을 수행했다. 논문과 함께 발표된 실험 결과에서 윌로우 프로세서는 미국 오크리지국립연구소의 엑사급 슈퍼컴퓨터 '프론티어'가 약 3.2년 걸릴 것으로 추정된 계산을 약 2시간 만에 수행해, 세계 최초의 '검증 가능한 양자 우위' 사례라고 주장되었다. 네벤은 이 실험이 양자컴퓨터가 단순한 속도 시연을 넘어 분자 구조 계산 등 실제 과학 연구에 직접 사용될 수 있음을 보여주는 이정표라고 설명하였다.

 과학 철학과 기술관 
네벤은 양자컴퓨팅 성능이 시간이 지남에 따라 이중 지수적으로 증가한다는 경험 법칙을 제안했으며, 이 현상은 '네벤의 법칙'(Neven's law)으로 알려져 있다. 그는 양자컴퓨터의 계산 능력이 큐비트 수의 증가에 따라 지수적으로 커지는 동시에, 큐비트 수 자체도 빠르게 늘어나기 때문에 전체 성능이 이중 지수적으로 향상된다고 보았다. 이 법칙은 양자컴퓨팅의 발전 속도를 낙관적으로 전망하는 근거로 자주 인용되지만, 일부 학자들은 관측 기간이 짧고 실험 장비에 따라 성능 향상 추세가 달라질 수 있다는 이유로 신중한 해석을 요구한다.

네벤은 기술 개발의 목표로 '불가능해 보이는 문제에 도전해 인간 지식의 한계를 넓히는 것'을 강조하며, 단기적인 수익성보다는 과학적 흥미와 사회적 파급력을 우선시해야 한다는 입장을 여러 인터뷰에서 밝혔다. 그는 양자컴퓨팅이 망원경과 현미경처럼 자연 현상을 관찰하는 새로운 도구가 될 것이라고 비유하며, 물질·에너지·정보에 대한 이해를 근본적으로 확장할 수 있는 기술이라는 관점을 제시한다.

최근에는 양자역학과 의식 경험의 관계에 대한 학제 간 연구에도 관심을 보이며, 신경과학자·이론물리학자와 협력해 '양자 과정이 의식 경험을 만들어낼 수 있는가'라는 가설을 실험적으로 검증하려는 프로젝트를 진행하고 있다. 이러한 연구는 과학과 철학의 경계에 있는 주제를 실험물리학의 대상으로 끌어들이려는 시도로 평가된다.

 한국과의 관계 
네벤은 2020년대 들어 구글 리서치 콘퍼런스 등 행사에 참석하기 위해 여러 차례 한국을 방문하였다. 2025년 10월 미국 캘리포니아주 마운틴뷰 구글 본사에서 열린 구글 리서치 콘퍼런스에서 그는 한국 언론과의 인터뷰에서 '구글은 불가능한 연구 주제에 도전하는 태도를 존중하고, 먼저 과학적으로 흥미로운지부터 묻는 문화가 있다'고 설명하며, 이러한 문화가 최근 몇 년 사이 구글 소속 과학자들이 노벨 과학상을 수상하는 데 기여했다고 평가하였다. 같은 자리에서 그는 구글이 자율주행차, 인공지능, 양자컴퓨팅 등 당시에는 실현 가능성이 낮아 보이던 분야에 장기적인 투자를 해 왔음을 언급하며, 한국도 도전적인 기초 연구를 제도적으로 뒷받침한다면 노벨상 수상 가능성을 충분히 높일 수 있다고 발언하였다.

 경력 
 1996년: 독일 루르 대학교 보훔 신경정보학 연구소에서 'Dynamics for vision-guided autonomous mobile robots' 논문으로 물리학 박사 학위 취득.
 1990년대 후반: 미국 남가주 대학교 생물·계산 시각 연구실 연구 교수로 재직.
 1990년대 후반 ~ 2000년대 초반: 컴퓨터 비전 회사 아이매틱 공동 창업자 겸 최고기술책임자.
 2000년대 초반 ~ 2006년: 네벤 비전 설립자 겸 최고경영자, 모바일 시각 검색과 얼굴 인식 서비스 개발.
 2006년: 네벤 비전이 구글에 인수되면서 구글 엔지니어링 디렉터로 합류, 비주얼 서치 팀을 이끌어 이미지 검색 및 모바일 시각 검색 인프라 구축.
 2011년: 프로젝트 글라스 공동 설립자이자 초기 프로토타입 개발팀 책임자로 활동.
 2012년 ~ 현재: 구글 퀀텀 AI 연구소 창립자 겸 총괄 책임자로서 양자 프로세서와 양자 알고리즘 개발 프로그램을 이끈 뒤, 구글 엔지니어링 부사장으로 승진하여 양자컴퓨팅 연구를 총괄.

 수상 및 영예 
네벤은 양자컴퓨팅과 인공지능, 컴퓨터 비전 분야에서의 공로로 여러 매체와 기관의 주목을 받았다. 2016년 고성능 컴퓨팅 전문 매체 HPC와이어(HPCwire)는 그를 'People to Watch' 가운데 한 명으로 선정해, 양자 하드웨어와 알고리즘을 결합한 연구를 통해 차세대 계산 패러다임을 이끌 인물로 소개하였다. 2020년 패스트 컴퍼니(Fast Company)는 '가장 창의적인 인물' 명단에 네벤을 포함시켜, 그가 '양자 AI'라는 개념을 만들고 실험실 수준의 기술을 산업적 응용으로 이끄는 데 기여했다고 평가하였다.

 저서 
 《Dynamics for vision guided autonomous mobile robots》(VDI-Verlag, 1997년)
 이 책은 시각 정보를 이용해 자율 이동 로봇을 제어하는 동역학을 다룬 그의 박사 학위 논문을 단행본으로 엮은 것이다. 로봇이 주변 환경을 카메라로 인식하고 그 정보를 바탕으로 경로를 스스로 계획하는 과정을 수식과 실험 결과로 설명한다. 자율주행차와 이동 로봇 연구가 막 시작되던 시기의 사고방식을 보여 주는 자료로 사용된다.

 논문 
 프랭크 아루테·쿠날 아리야·라이언 배버시·하르트무트 네벤 등, 2019, "Quantum supremacy using a programmable superconducting processor", Nature 574(7779): 505–510, .
 이 논문은 53큐비트 초전도 양자 프로세서 '시커모어'를 사용해 고전 슈퍼컴퓨터가 실용적으로 풀기 어려운 무작위 회로 샘플링 문제를 수백 초 안에 해결한 실험 결과를 보고한다. 연구진은 회로 깊이와 잡음을 조절하며 양자 회로가 생성한 샘플을 고전 시뮬레이션과 비교해 실험이 이론 예측과 일치함을 확인하였다. 계산을 양자 장치에서 직접 수행함으로써 동일한 문제를 슈퍼컴퓨터로 풀려면 수만 년이 걸린다는 추정을 제시하였다. 논문은 '양자 우위' 개념을 구체적인 벤치마크와 통계 검증 절차로 정의해 이후 연구의 표준이 되었다. 동시에 실제 유용한 응용까지는 여전히 많은 공학적 개선이 필요하다고 명시해 양자컴퓨팅의 한계와 가능성을 함께 보여준다.

 하르트무트 네벤·아담 잘크만·피터 리드·케네스 코식·티체 판데어몰런·더크 바우메이스터·이브 보드니아·루카 투린·크리스토프 코흐, 2024, "Testing the Conjecture That Quantum Processes Create Conscious Experience", Entropy 26(6): 460, .
 이 논문은 양자 과정이 의식 경험을 만들어낸다는 가설을 실험적으로 시험하기 위해, 특정 냄새 분자를 동위원소로 치환한 뒤 동물과 인간의 후각 반응을 비교하는 실험을 설계한다. 연구진은 분자의 양자 진동 특성이 수용체 단백질과 상호작용하는 방식이 지각된 냄새의 강도와 질감에 어떤 영향을 주는지 통계적으로 분석하였다. 실험 결과는 몇 가지 조건에서 양자 수준의 효과가 감각 경험과 상관될 수 있음을 시사하지만, 인과 관계를 단정하지는 않는다. 논문은 물리학·신경과학·철학을 잇는 문제를 실험 가능한 형태로 재구성해 향후 논쟁의 기준점을 마련한다.

 연표 

 연도  사건  출처 1964년  독일 아헨에서 출생.   1996년  루르 대학교 보훔 신경정보학 연구소에서 'Dynamics for vision-guided autonomous mobile robots' 논문으로 물리학 박사 학위를 취득.   1990년대 후반  남가주 대학교에서 계산 시각과 로봇공학을 연구하며 연구 교수로 재직.   2000년대 초반  아이매틱과 네벤 비전을 설립해 얼굴 인식과 모바일 시각 검색 서비스를 상용화.   2006년  네벤 비전이 구글에 인수되면서 구글 엔지니어링 디렉터로 합류, 비주얼 서치 팀을 이끔.   2012년  구글·나사·USRA와 함께 구글 퀀텀 AI 연구소를 설립하고 창립자 겸 총괄 책임자가 됨.   2019년  53큐비트 시커모어 프로세서를 이용한 양자 우위 실험을 Nature에 발표.   2023년  표면 코드 논리 큐비트의 오류율이 물리 큐비트 수 증가와 함께 감소함을 보이는 양자 오류 정정 실험을 주도.   2024년  양자 과정이 의식 경험을 만들어낼 수 있다는 가설을 검증하는 논문 'Testing the Conjecture That Quantum Processes Create Conscious Experience'를 Entropy에 게재.   2025년  105큐비트 윌로우 프로세서와 퀀텀 에코스 알고리즘을 이용해 검증 가능한 양자 우위를 달성했다고 발표.  

 각주 

 외부 링크 
 Hartmut Neven - Google Research
 Hartmut Neven - Google Scholar

분류:1964년 출생
분류:독일의 컴퓨터 과학자
분류:양자정보과학자
분류:구글 직원