자율주행 시스템에서 특정 기동이 안전하지 않다고 거부됐을 때, 해당 상황에서 합법적이고 감사 가능하며 책임 범위가 명확한 대체 기동을 찾아 인증하는 아키텍처 CARVE-Q(CARVE-Quantum)가 제안됐다. arXiv에 공개된 이 논문은 Yifan Wang이 단독 저자로 참여했다. 핵심 문제 의식은 거부된 기동 이후의 후속 조치, 즉 “이 교차로 상황이 합법적인 수리를 허용하는가”라는 질문에 계획 알고리즘이 증명 가능한 답을 내놓지 못하는 현실에서 출발한다.
논문이 제안하는 CARVE 아키텍처는 거부된 기동이 주어지면 유한한 수리 격자(repair lattice)를 구성하고, 적용 규칙·선택 기동·우선통행권에 따른 협력 범위·책임 가중 비용 배분·자차 단독 대비 기동 등을 기록한 구조화된 인증서를 발행한다. 이 인증서는 어떤 규칙에 근거해 어떤 수리가 선택됐는지를 감사자가 추적할 수 있도록 설계됐다. 문제는 다수 차량이 얽힌 수리일수록 탐색 공간이 각 차량 행동의 조합 격자 크기(M)만큼 기하급수적으로 커진다는 점이다.
CARVE-Q는 이 계산 병목 구간에만 양자 최솟값 탐색을 적용해 M에 비례하는 고전 쿼리 횟수를 O(√M)로 줄인다. 단, 안전 판단 권한은 전적으로 고전 검증자에게 유지되며, 양자 탐색은 블랙박스 격자에 대한 후보 탐색 역할만 담당한다. 논문에서는 이를 “양자가 제안하고, CARVE가 인증한다”는 원칙으로 요약한다. 65,536개 할당까지의 상태 벡터 최솟값 탐색 실험과 Lanelet2 기반 INTERACTION 데이터셋 재현 실험에서 100% 우선통행권 준수, 100% 책임 귀속 일관성, 우선순위 오탐 제로를 달성했다고 보고한다.
자율주행 안전 인증 분야에서는 AI 판단을 수학적으로 검증 가능한 형태로 만들어야 한다는 요구가 높아지고 있다. CARVE-Q는 양자 컴퓨팅을 안전 결정 자체가 아닌 탐색 가속 수단으로 한정함으로써, 양자 컴퓨터의 신뢰성 논란을 우회하면서도 계산 이점을 취하는 설계 방향을 제시했다. 자율주행 시스템 인증 체계와 양자 컴퓨팅을 연결하는 초기 연구로서 향후 후속 검증이 주목된다.
