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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
- 구글의 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 단순한 기술 발전을 넘어, 인류가 풀지 못한 문제들을 해결할 열쇠로 주목받고 있다. 에너지, 의료, 암호화 등 다양한 분야에서 그 가능성은 무한하며, 상상조차 할 수 없던 변화를 가져올 준비를 하고 있다. 이번 회에는 윌로우가 제시하는 기술적 가능성과 이를 활용해 만들어갈 미래의 모습을 구체적으로 탐구한다. [편집자 주] 양자 컴퓨팅의 본질: 슈퍼컴퓨터를 넘어선 도구 윌로우는 기존 컴퓨터가 수천년이 걸려도 풀기 어려운 문제를 단 몇 분 만에 해결할 수 있는 능력을 입증했다. 랜덤 회로 샘플링(RCS) 벤치마크를 통해 윌로우는 슈퍼컴퓨터조차 10해년(10의 25제곱 년) 걸리는 연산을 단 5분 만에 처리하며 양자 컴퓨팅의 우위를 확실히 보여주었다. 이처럼 양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨터와는 완전히 다른 방식으로 작동한다. 큐비트(양자 컴퓨터의 기본 단위)의 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement)을 활용해 더 많은 정보를 동시에 처리할 수 있기 때문에, 기존 방식으로는 불가능했던 계산이 가능해진다. 에너지 혁명: 지속 가능한 미래의 도구 윌로우는 에너지 효율화와 신재생에너지 최적화에서도 중요한 역할을 할 가능성이 크다. 예를 들어, 전기차 배터리 설계에서 윌로우는 분자 수준의 화학 반응을 시뮬레이션하여 더 효율적이고 오래 지속되는 배터리 재료를 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 풍력 터빈의 최적 배치, 태양광 패널의 효율성 개선 등 재생에너지 활용도를 높이는 데도 기여할 수 있다. 이는 탄소배출 감소와 지속 가능한 에너지 전환을 가속화하는 데 결정적인 역할을 할 것이다. 의료 혁명: 신약 개발의 속도와 효율성을 높이다 의료 분야에서 윌로우는 분자 상호작용 시뮬레이션을 통해 기존 신약 개발 과정을 혁신적으로 단축할 가능성을 열었다. 예를 들어, 항암제나 희귀 질환 치료제 개발을 위한 분자 구조 분석은 기존 기술로는 수년이 걸리는 작업이었지만, 윌로우는 이를 몇 주 또는 며칠로 단축할 수 있다. 또한 단백질 접힘 현상을 시뮬레이션하여 새로운 치료제를 설계하거나 약물과 수용체의 결합 방식을 정밀하게 분석할 수 있어, 난치병 치료제 개발에서도 중요한 도구로 자리잡을 수 있다. AI와 양자의 융합: 초지능으로 나아가는 길 양자 컴퓨팅은 인공지능(AI)과의 융합을 통해 새로운 혁신을 이끌 것이다. 기존 컴퓨터로는 처리하기 어려운 대규모 데이터 분석과 고속 학습 모델 훈련을 지원하며, AI가 더욱 효율적이고 정교하게 작동할 수 있도록 돕는다. 예를 들어, 자율주행차의 실시간 데이터 분석, 금융 시장의 예측 모델링, 의료 영상 분석 등 다양한 AI 응용 분야에서 윌로우의 능력이 발휘될 수 있다. 환경 보호: 복잡한 생태계 모델링과 기후 변화 대응 윌로우는 기후 변화와 환경 문제 해결에도 강력한 도구가 될 것이다. 산림 복원 프로젝트에서 탄소 흡수량을 최적화하거나 복잡한 생태계 상호작용을 시뮬레이션하여 환경 보전 정책의 효율성을 높일 수 있다. 또한 더 정교한 기후 모델링을 통해 재난 예측의 정확성을 높이고, 지속 가능한 도시 계획을 세우는 데 기여할 것이다. 무한한 가능성을 향한 윌로우의 도전 윌로우는 단순한 양자 컴퓨팅 칩 이상의 의미를 지닌다. 구글 퀀텀 AI는 오픈소스 플랫폼과 협업을 통해 학계와 산업계의 연구자들이 윌로우를 활용할 수 있도록 지원하며, 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고 있다. 이러한 협력을 통해 윌로우는 에너지, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 인류가 직면한 난제를 극복하는 데 기여할 것이다. 다음 회에서는 윌로우가 암호화 기술과 보안 패러다임에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 중점적으로 다룬다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(4)]에서 이어진다.
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- IT/바이오
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(2)] 윌로우, 30년 난제 깨고 양자 컴퓨팅 시대 앞당기다
- 양자 컴퓨터는 인류가 해결하지 못했던 문제들을 해결할 열쇠를 가지고 있다. 구글이 개발한 혁신적인 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 그 열쇠를 단단히 쥔 채, 30년간 학계를 괴롭혀 온 난제를 해결하며 양자 컴퓨팅의 상용화를 앞당기고 있다. 이번 회에서는 윌로우가 어떻게 양자 오류 정정의 난제를 해결했는지, 그리고 이를 통해 어떤 가능성이 열렸는지 심층적으로 살펴본다. [편집자 주] 양자 오류 정정, 꿈을 현실로 만들다 양자 컴퓨터는 큐비트(Quantum Bit·양자 역학의 원리를 기반으로 정보를 저장하고 처리하는 단위)를 사용하여 기존 컴퓨터보다 훨씬 더 많은 데이터를 동시에 처리할 수 있지만, 큐비트는 외부 환경에 매우 민감해 오류가 발생하기 쉽다. 이 때문에 과학게에서는 "큐비트를 늘릴수록 오류도 증가한다"는 문제가 걸림돌로 여겨졌다. 그러나 윌로우는 이를 뒤집었다. 구글 퀀텀 인공지능(AI) 팀은 큐비트를 3x3, 5x5, 7x7로 배열하고, 표면 코드(surface code)라는 기술을 통해 오류를 단계적으로 절반씩 줄이는 데 성공했다. 구글은 2019년 '시커모어(Sycamore)' 칩으로 양자 우월성을 처음 달성했으며, 이번에 윌로우는 이를 더욱 확장하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 능력을 입증했다. 이는 1985년 피터 쇼어가 이론화한 양자 오류 정정의 한계를 실질적으로 극복한 사례로, 양자 컴퓨터의 상용화를 향한 거대한 도약을 의미한다. 윌로우, 전설적 성과로 기록되다 윌로우는 단순히 연구 단계에서 멈추지 않았다. 랜덤 회로 샘플링(RCS) 실험에서 윌로우는 기존 슈퍼컴퓨터가 10해년(10septillion·10의 25제곱 년) 걸리는 계산을 단 5분 만에 완료하며 압도적인 성능을 입증했다. 이는 양자 컴퓨터가 단순한 이론이 아닌 실질적인 응용 가능성을 지니고 있음을 보여주는 획기적인 사건이다. 이번에 해결된 문제는 양자 역학 시스템의 시뮬레이션과 같은 분야에서 고전 컴퓨터로는 계산 불가능한 영역에 속한다. 예를 들어 고체 물질 내 전자의 움직임을 계산하거나, 화학 반응의 정확한 에너지 상태를 예측하는 문제처럼 기존의 컴퓨터로는 수십년 걸릴 계산을 단 시간에 수행했다. 3D 큐비트 배열과 초전도 기술의 진화 윌로우의 성공 뒤에는 초전도 큐비트와 3D 큐비트 배열 기술이 있었다. 기존의 평면적 큐비트 배열은 외부 간섭에 취약했지만, 윌로우는 큐비트를 3D 구조로 배치하여 안정성을 극대화했다. 또한 초전도 회로를 활용하여 큐비트 간의 신호 간섭을 줄이고 계산 정확도를 높였다. 이는 윌로우가 기존 양자 컴퓨터와 차별화된 이유 중 하나다. 실시간 오류 정정, 양자 컴퓨팅의 문을 열다 윌로우는 새로운 디코딩 알고리즘을 통해 실시간으로 오류를 감지하고 수정하는 기술적 성과를 달성했다. 이는 양자 컴퓨터가 단순히 이론적 실험을 넘어, 실질적인 응용 분야에서도 신뢰할 수 있는 시스템으로 자리 잡을 수 있는 기반을 마련한 혁신적인 변화다. 양자 컴퓨팅 시대를 앞당기다 구글 퀀텀 AI 팀은 윌로우의 성공을 기반으로 양자 컴퓨팅 상용화의 속도를 더욱 높이고 있다. 구글은 연구 성과를 오픈소스 플랫폼을 통해 공개하며, 전 세계의 연구자와 협력해 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고 있다. 특히 윌로우는 의약품 개발, 에너지 혁신, AI 알고리즘 등 다양한 분야에서 상상 이상의 가능성을 제시하며, 인류가 직면한 난제를 해결하는 데 중요한 도구가 될 것이다. 다음 회에서는 윌로우가 슈퍼컴퓨터를 넘어선 연산 능력을 어떻게 활용할 수 있을지 구체적으로 분석한다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(3)]에서 이어진다.
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(2)] 윌로우, 30년 난제 깨고 양자 컴퓨팅 시대 앞당기다
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(1)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 새로운 지평을 열다
- 양자 컴퓨터는 더 이상 공상 과학이 아니다. 구글이 개발한 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우'는 기존 기술의 한계를 뛰어넘어 미래를 위한 새로운 길을 열고 있다. 윌로우의 연산 능력은 에너지, 의료, 인공지능(AI), 암호화 등 다양한 분야에 혁신적인 영향을 미칠 잠재력을 지니고 있다. 이번 시리즈 <윌로우, 양자 혁명의 시작>은 윌로우가 어떻게 전 세계적인 변화를 이끌고 있는지, 그리고 그 이면에 숨겨진 구글 퀀텀 AI 연구소의 기술 혁신 과정을 심층적으로 탐구한다. [편집자 주] 양자 오류 정정, 기술 혁명의 문을 열다 윌로우의 가장 주목할만한 성과는 양자 오류 정정 기술의 획기적인 발전이다. 큐비트(양자 컴퓨터의 기본 단위)는 외부 간섭에 민감하여 오류가 발생하기 쉬운데, 윌로우는 큐비트를 배열한 3x3, 5x5,7x7 구조에서 오류율을 단계적으로 줄이는 데 성공했다. 이는 '임계값 미만'으로 알려져 있다. 구글 퀀텀 AI 팀은 이 성과를 "양자 오류 수정에서 실제 진전을 보여주려면 임계값 미만임을 입증해야 한다. 이는 1995년 피터 쇼어가 양자 오류 수정을 도입한 이후 엄청난 과제였다"며 30년 난제를 해결했다고 평가했다. 이어 "양자 오류 정정의 기준점을 넘어섰다"라고 표현하며, 양자 컴퓨팅 상용화의 가능성을 더욱 현실화했다고 밝혔다. 슈퍼컴퓨터를 넘어선 윌로우의 연산 능력 랜덤 회로 샘플링(RCS) 벤치마크에서 윌로우는 기존 슈퍼컴퓨터가 10셉틸리언(10septillion은 10의 25제곱 년·10해년) 동안 처리해야 할 계산을 단 5분 만에 완료했다. 이 결과는 단순히 기술 경쟁력을 보여주는 것을 넘어, 양자 컴퓨팅이 실제로 상업적 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 증명한 사례로 기록된다. 구글 퀀텀 AI의 10년 도전, 결실을 맺다 구글 퀀텀 AI 연구소는 2012년 설립 이래 양자 컴퓨팅 연구에 매진해왔다. 초기에는 양자역학의 가능성을 입증하는 연구에 집중했지만, 점차 오류 정정과 계산 성능 향상이라는 구체적인 목표로 전환했다. "정치적 불안정이 지속되더라도 기술 혁신은 멈추지 않는다." 연구소의 비전은 이제 윌로우라는 이름으로 결실을 맺고 있다. 미래를 여는 기술, 인류를 향한 도전 윌로우는 단순한 기술의 진보를 넘어, 에너지 혁신, 의료 연구, AI 융합 등 다양한 산업에 걸쳐 거대한 변화를 일으킬 준비를 하고 있다. 이는 단지 기술 개발의 끝이 아니라, 인류의 새로운 시작을 알리는 신호탄이다. 다음 회차에서는 윌로우가 어떻게 30년간 풀리지 않던 양자 오류 정정의 난제를 해결하며, 양자 컴퓨팅 상용화에 한 걸음 더 나아갔는지 깊이 있게 살펴본다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(2)]에서 이어진다.
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(1)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 새로운 지평을 열다
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구글, 오류 대폭 줄인 양자칩 적용한 양자컴퓨터 공개
- 구글은 9일(현지시간) 양자컴퓨터에서 사용할 신형 양자칩을 개발했다고 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 구글은 이날 슈퍼컴퓨터가 10셉틸리언(10해년-septillion·10²⁴)년 걸리는 문제를 단 몇 분 만에 푸는 양자컴퓨터를 개발했다고 밝혔다. 10셉틸리언은 10의 25제곱이며 1조의 10조배에 달하는 수다. 구글은 자체 개발한 양자 칩 '윌로우(Willow)'를 장착한 양자컴퓨터가 성능 실험에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 프런티어를 능가했다고 설명했다. 이어 프런티어가 10셉틸리언(10의 25제곱)년 걸려야 풀 수 있는 문제를 윌로칩을 장착한 양자컴퓨터는 단 5분 안에 풀었다고 덧붙였다. 천문학적인 시간이 걸리는 계산을 5분미만에 실행할 수 있을 뿐만 아니라 30여 년간 병목 기술로 불려왔던 양자 오류 수정 기술을 획기적으로 개선하는데 성공했다. 또한 기존 슈퍼컴퓨터를 대체할 계산인프라로 폭넓은 용도에서의 실용화의 길을 열었다. 구글 양자 AI 설립자인 하트무트 네벤은 "이는 중요하지 않다"며 "간단한 문제조차 해결하지 못하면 실용적인 문제도 해결할 수 없다"고 부연했다. 구글은 기존 컴퓨터가 풀지 못하는 실제 문제 해결 사례를 내년에 발표할 것이라고 밝혔다. 구글은 또 윌로우가 큐비트 수를 늘리면서 오류를 줄일 수 있는 임계값 이하(Below Threshold)를 달성한 첫 양자시스템이며 실시간으로 오류를 수정할 수 있는 기술도 개발했다고 설명했다. 양자컴퓨터는 대개 전기 저항이 없는 초전도 큐비트를 사용해 정보를 처리하는데, 외부의 저항에 쉽게 오류가 발생하는 단점이 있었다. 로이터통신은 "양자컴퓨터를 실용적으로 만드는 데 중요한 단계"라고 짚었다. 뉴욕타임스(NYT)는 "양자컴퓨팅은 양자역학이라는 물리학의 한 분야에 대한 수십년간의 연구 결과로 여전히 실험적인 기술이지만, 구글의 성과는 과학자들이 이 기술에 대한 오랜 기대를 충족시킬 수 있는 방법들을 꾸준히 발전시키고 있음을 보여준다"고 평가했다. 양자컴퓨터는 기존의 슈퍼컴퓨터로 수십년 걸리는 복잡한 문제를 수분내에 해결할 수 있다. 현재로서는 특정의 계산외에는 사용할 수 없지만 기술개발로 앞으로 더 복잡한 문제를 해결해 새로운 소재와 화학제품의 개발로 이어질 것으로 기대되고 있다. 구글은 지난 2014년에 양자컴퓨터 분야에 진출했다. 지난 2019년에는 양자컴퓨터 '시카모어'를 개발해 슈퍼컴퓨터가 1만년 걸리는 문제를 약 3분에 해결해 '양자초월'이라 불리는 기술혁신을 달성했다고 발표했다. 구글은 이번 연구로 성능이 더욱 높이게 됐다. 양자컴퓨터는 미국의 거대 기술기업이 연구개발에서 앞서고 있다. 중국, 유럽, 일본, 캐나다 등도 차세대의 중요한 정보기술로 정부지원을 지원을 받아 연구기관과 스타트업들이 개발경쟁을 벌이고 있다.
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구글, 오류 대폭 줄인 양자칩 적용한 양자컴퓨터 공개
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[기후의 역습(94)] 그린란드 빙상 해빙 가속화, 해안선 1m 상승 가능성
- 그린란드의 빙하가 녹는 속도가 빨라지고 있다. 세 가지 기후 모델에 따르면 온실가스 배출이 높은 시나리오의 경우 2100년까지 연간 964~1735기가톤(Gt)의 얼음이 손실될 것으로 추정된다. 이렇게 빙하가 녹으면 해수면이 최대 1m까지 상승해 해안 지역의 수백만 명을 위협할 것이라고 PHYS가 전했다. 이 연구는 벨기에 공립 리에주 대학이 NIC5 슈퍼컴퓨터의 지원을 받아 수행했으며, 연구 결과는 향후 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 협의체) 평가에 반영된다. 북극해에 위치한 그린란드의 빙하는 현재 놀라운 속도로 녹고 있다. '지구물리학 연구지(Geophysical Research Letters)'에 실린 리에주 대학 보고서는 이를 극명하게 보여주고 있다. 세 가지 지역 기후 모델(RACMO, MAR 및 HIRHAM)은 빙하가 녹는 것에 대해 다양한 예측을 내놓지만, 그린란드는 2100년까지 엄청난 양의 얼음을 잃어 해수면 상승이 가속화될 것이라는 한 가지 결론에 모두 동의하고 있다. 리에주 대학교의 쿠엔틴 글라우드 박사는 "예측에 따르면, 빙하는 사용된 모델에 따라 세기말까지 매년 964~1735기가톤의 얼음을 잃을 수 있다"며 "온실가스 배출을 급격하게 줄이지 않으면 빙하가 녹는 것을 되돌릴 수 없다"고 설명했다. 연구팀은 모델별 차이는 각 모델이 빙하가 녹은 물의 흐름을 처리하는 방식에서 비롯된다고 지적했다. 예를 들어, 눈이 녹으면 일부 물은 침투해 다시 얼고 나머지는 바다로 직접 흘러 들어간다. 표면 반사율과 관련된 피드백의 영향을 받는 이 복잡한 과정은 모델 간 불일치의 핵심 요인이다. 리에주 대학교 기후학자 자비에 페트바이스는 "그린란드는 현재 전 세계 해수면 상승의 25%, 즉 연간 0.6mm를 차지하고 있다. 현재의 녹는 속도가 유지된다면 2100년까지 최대 1m에 이를 수 있다"고 우려했다. 이는 전 세계 해안 지역의 수백만 생명을 위협하고 홍수와 침수 위험을 높인다. 이번에 발표된 연구 결과는 슈퍼컴퓨터를 활용한 분석이었으며, 이를 통해 빙하, 대기 및 해양 간의 상호 작용을 시뮬레이션하여 복잡한 기후 시나리오를 탐색할 수 있었다. 연구진은 기후 예측의 발전에도 불구하고, 기후 모델을 개선할 필요가 있다고 주장했다. 눈 속의 물을 유지하는 데 관련된 프로세스를 더 깊이 이해하고, 빙하의 고도 변화와 같은 동적 매개변수를 통합하는 것은 불확실성을 줄이는 데 필수적이라는 주장이다. 유럽 기관 간 협력의 결실인 이번 연구는 글로벌 기후 문제에 직면한 협력의 중요성을 보여준다. 연구에서 얻은 결과는 향후 IPCC 평가에 반영되어 해수면 상승에 대한 예측을 구체화하는 데 기여하게 된다. 그린란드 빙하가 급속히 녹고 있다는 사실은 무시할 수 없는 경종이다. 연구는 지구 온난화를 억제하고, 취약한 지역 사회를 보호하며, 전 세계 생물 생태계를 보존하기 위한 즉각적인 조치를 촉구하고 있다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(94)] 그린란드 빙상 해빙 가속화, 해안선 1m 상승 가능성
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[기후의 역습(89)] 나사 슈퍼컴퓨터, 인류 위협하는 탄소 배출량 3D 모델 공개
- 나사(NASA)가 슈퍼컴퓨터를 이용해 데이터를 분석, 인류에게 위협이 되는 기후 변화의 주범인 전 세계 탄소 배출량을 보여주는 3D 모델을 공개했다고 공식 홈페이지를 통해 밝혔다. 메릴랜드주에 소재한 나사 고다드 우주비행센터의 게시글에 따르면, 고다드 산하 기후 시뮬레이션 센터는 3D 모델링 및 애니메이션과 같은 할리우드 영화 제작 도구를 사용해 디스커버(Discover) 슈퍼컴퓨터로 데이터 세트를 분석, 자세하고 정확한 탄소 배출량의 시각화에 성공했다. 이 애니메이션 프로젝트는 슈퍼컴퓨팅 파워와 SVS(고다드 센터의 과학시각화 스튜디오) 장비로 수행됐다. 대량의 데이터를 슈퍼컴퓨터로 분석하고, 이를 SVS에서 애니메이션과 같은 시각화 데이터로 변환해 일반인들도 쉽게 이해할 수 있도록 한 것이다. 애니메이션 모델은 전 세계 발전소, 대형 화재, 도시 활동의 영향으로 인해 배출돼 지구 대기권으로 진입하는 탄소 배출량을 그림으로 나타낸다. 또 탄소 배출이 대기권의 기류와 다양한 기상 패턴을 통해 지구 전체에 어떻게 퍼져 나가는지도 보여준다. 고다드의 기후 과학자 레슬리 오트는 게시글에서 "정책 입안자와 과학자 모두 탄소가 어디서 배출되는지, 그것이 지구에 어떤 영향을 미치는지를 이해하고자 노력했으며, 결국 3D 애니메이션 모델로 탄생했다"고 말했다. 오트는 "이 모델을 활용하면 탄소 발생이 다양한 기상 패턴을 통해 대기권과 어떻게 상호 연결되어 있는지를 확인할 수 있다"고 부연했다. 3D로 만들어진 탄소 발생 애니메이션을 보면 미국, 남아시아, 중국의 경우 탄소 배출의 대부분은 발전소, 자동차, 트럭, 산업 시설에서 발생한다. 반면 아프리카와 남미에서는 토지 관리, 산림 벌채, 농업을 위한 인위적인 화재, 석유와 석탄 등 화석연료 연소와 관련된 탄소 배출이 주로 이루어진다. 만들어진 탄소 발생 시각 자료는 지구 전역에서 '맥박이 뛰는 것처럼' 동적으로 발생하는 탄소 배출 현황을 역력히 보여준다. 맥박처럼 뛰는 모양은 불꽃이 위아래로 타오르는 것과 함께, 나무와 식물이 광합성을 할 때 탄소가 흡수 및 방출되는 것을 나타낸다. 이 모델은 기후 변화의 악화에 결정적인 영향을 미치는 엄청난 양의 탄소 배출을 보여준다는 점에서 의미가 크다. 탄소 배출량이 많을수록 대기는 더 따뜻해진다. 2023년은 역대 가장 가장 더운 해로 기록됐으며, 지난 10년 모두 역사상 가장 더운 상위 10개 연도였다. 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)에 따르면, 인간 활동은 명백하게 지구 온난화를 일으켰으며, 이로 인해 더 강렬한 열파, 폭풍, 산불, 해수면 상승을 포함한 심각한 기상 이변이 일어나고 있다.
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[기후의 역습(89)] 나사 슈퍼컴퓨터, 인류 위협하는 탄소 배출량 3D 모델 공개
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'양자굴기' 용의 비상…중국, 양자 컴퓨터 패권 노린다
- 중국이 양자 컴퓨터 분야에서 특허 수로 미국을 제치고 세계 1위를 차지했다. 일본 정보 분석 기업 밸류넥스(VALUENEX)가 2024년 10월 집계한 자료에 따르면, 중국의 양자컴퓨터 개발업체인 본원양자계산과기(本源量子計算科技, Origin Quantum Computing Technology)는 2021년부터 2024년까지 363건의 특허를 추가하며 총 3217건을 기록, 2위인 IBM(212건)과 미국(2740건)을 넘어섰다. 본원양자계산과기는 특히 양자운영 체제와 양자 칩 관련 기술에서 강점을 보이고 있으며, 초저온 작동을 위한 핵심 장비인 희석 냉동기도 자체 개발에 성공했다. 양자 컴퓨터는 신약 개발, 핀테크 등 금융 기술, 인공지능(AI), 생화학, 소재 개발 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높고, 국가 안보와도 밀접하게 연관된 기술이다. 하지만 양자 기술의 발전은 단순한 경제적 가치 창출을 넘어 국가 간 기술 패권 경쟁의 중심으로 부상하며 국제적인 긴장감을 높이고 있다. [미니 해설] 양자 그술 패권 경쟁, 중국의 도약과 글로벌 충격 '손오공'으로 상징되는 중국의 기술야망 중국은 2021년 발표한 14차 5개년 계획(2021~2025년)을 통해 양자 기술을 국가 전략 기술로 선정하고 본원양자계산과기의 성장을 적극 지원해왔다. 2024년 1월 가동을 시작한 본원양자계산과기의 양자 컴퓨터 '본원오공(本源悟空)'은 133개국에서 27만건의 양자 계산 작업을 성공적으로 처리하며 기술적인 역량을 입증했다. 인민일보에 따르면 본원오공은 중국 과학자들이 20년 이상 도전과 실패를 반복한 끝에 개발한 결과물이다. '중국 독자적인 양자 컴퓨터를 만들겠다'는 의지 아래, 중국 정부와 기업은 총 150억달러의 예산을 투입해 양자 기술 연구 및 상용화에 박차를 가하고 있다. 딜로이트 토마츠의 데라베 마사노부는 본원양자계산과기가 유니콘에 가까운 가치로 성장했다고 평가하며 중국 정부의 전폭적인 지원을 성공 요인으로 꼽았다. 양자 컴퓨터가 '슈퍼컴퓨터'를 대체할 수 있을까? 양자 컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터로는 수천 년이 걸릴 문제를 수 분 내에 해결할 수 있는 가능성을 가진 혁신 기술이다. IBM과 구글이 각각 2025년 1000큐비트 양자 컴퓨터 개발과 '양자 우월성' 입증을 목표로 하는 이유도 여기에 있다. 그러나 현재 양자 컴퓨터는 오류율과 안정성 문제를 안고 있어 슈퍼컴퓨터를 완전히 대체하기 보다는 특정 문제 해결에 있어 보완적인 역할을 할 가능성이 높다. 슈퍼컴퓨터는 기상 예측, 대규모 데이터 처리 등에서 여전히 강점을 지니고 있으며, 양자 컴퓨터는 신약 개발, 금융 모델링 등 특정 알고리즘 중심의 분야에서 혁신을 가져올 전망이다. 따라서 양자 컴퓨터와 슈퍼컴퓨터의 관계는 경쟁 보다는 공존에 가까울 것으로 예상된다. 새로운 디지털 지형의 설계자, 양자 기술 중국의 양자 기술 성과는 경제적 파급 효과와 함께 국제 질서를 재편할 가능성을 내포하고 있다. 중국이 특허 수와 기술 개발에서 선두를 달리며 새로운 디지털 지도를 그려가는 가운데, 미국과 유럽은 양자 기술 개발과 동시에 전략적 보안 우려로 핵심 기술의 특허 출원을 억제하는 방향으로 가고 있다. 이는 양국 간 기술 격차를 좁히기 위한 또다른 경쟁의 양상을 보여준다. 양자 기술이 설계할 새로운 세계 질서는 단순히 기술 경쟁에 그치지 않는다. 보스턴 컨설팅 그룹은 양자 컴퓨터가 2040년까지 최대 8500억달러의 경제적 가치를 창출할 것으로 전망하며, 국가간 기술 격차와 디지털 제국주의를 심화시킬 가능성을 지적했다. 양자 기술이 글로벌 경쟁의 새로운 척도가 되어 경제와 안보를 초월한 영향력을 미칠 것으로 보인다. 양자 기술의 윤리적 딜레마와 인류의 과제 양자 기술은 혁신과 동시에 윤리적, 철학적 과제를 안고 있다. 초고속 암호 해독 기술은 군사적 활용 가능성을 높여 국가간 신뢰를 위협할 수 있다. 동시에 양자 암호 통신은 기존 통신 방식을 혁신하며 보안의 새로운 기준을 제시한다. 중국은 베이징-상하이를 잇는 2000km의 양자 암호 네트워크를 구축하며 세계 최장 기록을 세웠다. 그러나 이러한 기술 발전이 인류 사회의 윤리적, 철학적 기반을 흔들 가능성도 존재한다. 양자 컴퓨터의 계산력은 복잡성과 이해 불가능성을 동반하여 새로운 형태의 '블랙박스 사회'를 초래할 수 있다. 이에 따라 기술 발전과 인간성의 균형을 어떻게 유지할 것인가가 중요한 과제로 떠오르고 있다. 양자 기술의 미래를 준비하는 세계 중국이 양자 기술 분야에서 세계 1위를 차지한 것은 단순한 경제적 성과를 넘어 글로벌 기술 패권 경쟁의 새로운 국면을 열었다는 점에서 큰 의미를 지닌다. IBM과 구글을 비롯한 미국 기업들이 기술 개발에 박차를 가하며 대응하고 있지만, 중국의 성장은 단순한 추격자가 아닌 선도자로서의 위치를 강화하고 있다. 양자 기술의 발전이 가져올 경제적, 안보적, 윤리적 영향을 고려할 때, 각국은 기술 개발뿐 아니라 국제적 협력과 규범 설정을 통해 미래를 준비해야 한다. 양자 기술은 인류에게 거대한 가능성과 함께 중요한 도전 과제를 제시하고 있다.
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'양자굴기' 용의 비상…중국, 양자 컴퓨터 패권 노린다
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엔비디아, AI 시대 최대 승자로 우뚝⋯주가 연일 신기록
- 글로벌 시가총액 1위 기업 엔비디아가 연일 새로운 역사를 써내려가고 있다. 지난 5일 세계 최고 가치 기업 자리를 탈환한 엔비디아는 7일(현지시간) 뉴욕증시에서 또다시 주가 최고치를 경신하며 시가총액 3조6500달러를 돌파했다고 로이터와 블룸버그를 인용해 연합뉴스가 8일 보도했다. 이는 뉴욕 증시 역사상 최초로 3억6500달러 선을 넘어선 기록이다. 이전까지 최고 기록은 애플이 2024년 10월 21일 달성한 시가총액 3조5700달러였다. [미니 해설] 빅테크 기업 AI 투자 확대로 엔비디아 날개 달아 엔비디아의 이런 괄목할 만한 성장은 인공지능(AI) 시대의 도래와 궤를 같이한다. 주요 고객사인 마이크로소프트를 비롯한 빅테크 기업들이 AI 분야 투자를 확대할 것으로 예상되면서, AI 반도체 시장의 선두 주자인 엔비디아의 '독주 체제'는 더욱 공고해질 전망이다. 로이터와 블룸버그 통신에 따르면, 이날 뉴욕 증시는 도널드 트럼프 전 대통령의 백악관 복귀 결정 이후 상승세를 이어갔다. 이러한 훈풍 속에서 엔비디아는 전날에 이어 2.2% 상승하며 최고치 기록을 갈아치웠다. 지난 5일 엔비디아에 시가총액 1위 자리를 내준 애플도 이날 2.1% 상승했으나, 3조 4400억 달러에 그치며 엔비디아와의 격차를 좁히지 못했다. 엔비디아의 거침없는 질주는 당분간 지속될 것으로 보인다. AI 시대의 핵심 기업으로 자리매김한 엔비디아는 앞으로도 압도적인 기술력과 시장 지배력을 바탕으로 글로벌 증시를 선도할 것으로 예상된다. 엔비디아, AI 시대의 '황금기' 인공지능(AI) 기술 경쟁이 심화되는 가운데, 엔비디아는 IT 거인들의 격전 속에서 최대 수혜자로 부상하고 있다. 첨단 기술을 선점하기 위한 빅테크 기업들의 치열한 경쟁은 엔비디아의 AI 컴퓨팅 역량에 대한 수요를 폭발적으로 증가시키고 있다. 특히 빅테크 기업들이 AI 분야 투자를 지속적으로 확대할 계획을 밝히면서 엔비디아의 미래는 더욱 밝게 전망된다. 다수 외신에 따르면, 마이크로소프트, 알파벳, 아마존닷컴, 메타 플랫폼 등 엔비디아의 주요 고객사들은 내년에도 AI 자본 지출을 늘릴 계획이다. 이는 올해 3분기에 데이터 센터 장비 및 기타 고정 설비 투자에 분기별 최고 기록인 590억 달러를 지출한 데 이어, AI 기술 경쟁이 더욱 가속화될 것임을 시사한다. 풀턴 브레이크필드 브로니먼의 마이크 베일리 리서치 디렉터는 "엔비디아는 빅테크 기업들의 끊임없는 수요 증가에 힘입어 압도적인 성장세를 이어갈 것"이라며, "엔비디아 주식은 '황금알을 낳는 거위'와 같다"고 평가했다. 실제로 빅테크 기업들의 AI 투자는 엔비디아 주가 상승의 주요 동력이 되어 왔다. 엔비디아는 오는 20일 실적 발표를 앞두고 있으며, 시장에서는 또 한 번의 호실적을 기대하고 있다. 물론 엔비디아는 지난 6월에서 8월 사이 AI 투자 수익률에 대한 의문과 첨단 블랙웰 칩 출시 지연으로 시가총액이 9000억 달러 가까이 감소하는 어려움을 겪기도 했다. 그러나 젠슨 황 CEO의 블랙웰 생산 순항 발언 이후 주가는 다시 반등하며 건재함을 과시했다. 엔비디아는 AI 시대의 핵심 기업으로서, 앞으로도 혁신적인 기술력과 탄탄한 고객 기반을 바탕으로 지속적인 성장을 이어갈 것으로 기대된다.
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엔비디아, AI 시대 최대 승자로 우뚝⋯주가 연일 신기록
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엔비디아, 인도 최대 재벌에 차세대 AI 반도체 '블랙웰' 공급
- 미국 엔비디아는 24일(현지시간) 인도 최대재벌 릴라이언스 인더스트리에 차세대 인공지능(AI) 반도체 '블랙웰'을 공급할 방침이라고 밝혔다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 이날 뭄바이에서 개최된 'AI서미트'에서 릴라이언스의 무케시 암바니 회장과 대담을 갖고 이같은 방침을 밝혔다. 엔비디아의 이같은 방침은 성장중인 인도시장에서 기반을 굳히기 위해 릴라이언스 등 인도기업과의 제휴관계를 강화하는 대응의 일환으로 분석된다. 블랙웰은 릴라이언스가 서부 구자라트 주에 건설중인 소비전력이 1기가와트(GW)의 대형 데이터센터에 탑재된다. 1기가와트 규모의 데이터 센터는 원자력 발전소 1기의 용량과 맞먹는 엄청난 크기다. 1기가와트 규모의 데이터센터는 축구장 140개를 합친 면적인 약 100만㎡에 달하며, 여의도 면적 3븐의 1에 달하는 엄청난 규모다. 양사는 지난해 9월 인도에서 AI 슈퍼컴퓨터를 개발해 인도의 언어로 훈련된 '대규모언어모델(LMM)'을 구축하는 협력계약을 체결했다. 인도에서는 요타 데이터서비시스와 타타 커뮤니케이션스 등 데이터센터 프로파이터가 확장계획을 이끌고 있다. 엔비디아는 이날 이같은 기업들이 건설하는 대형 데이터센터용으로 AI반도체 '호퍼'를 수만개 공급하는 것을 검토하고 있는 사실도 공개했다. 이와 함께 엔비디아는 이날 새로운 힌디어 AI 기반을 발표했다. 인도 IT서비스업체 테크 마힌드라가 처음으로 활용하는 기업이 됐으며 힌디어와 인도 국내에서 사용되고 있는 수십개의 언어를 대상으로 한 '인더스 2.0'으로 불리는 엔비디아제 AI기반을 구축할 계획이다. 엔비디아는 테크 마힌드라 이외에도 인포시스와 위프로 등 IT서비스대기업과 제휴하고 있으며 모두 50만명의 개발자에 대해 엔비디아의 소프트웨어를 사용해 AI가 자율적 판단으로 정보수집과 작업계획 등을 하는 'AI에이전트'의 설계와 실용화 훈련을 벌이고 있다. 황 CEO는 "인도는 앞으로 AI수출국이 될 것이다. 인도에는 AI와 데이터, AI인프라라는 구체적 요소가 있으며 유저 인구도 대규모다"라고 말했다. 게다가 "현재는 엔비디아의 매출액에서 차지하는 인도의 비율이 적지만 우리의 기대는 크다"고 포부를 말했다. 한편, 엔비디아는 20년 전 인도 방갈로르에 첫 사무실을 개설한 이후 꾸준히 투자를 확대해왔다. 현재 인도 내 4개 도시에 개발 센터를 운영하며 4000여 명의 엔지니어를 고용하고 있으며, 이는 미국 본사 다음으로 큰 규모다. 인도 정부 역시 AI 인프라 구축에 12억 달러의 예산을 투입하는 등 적극적인 지원 정책을 펼치고 있어, 인도는 글로벌 AI 시장의 새로운 중심지로 떠오르고 있다. 블랙웰 칩이란? 블랙웰은 엔비디아의 차세대 AI 슈퍼칩으로, 2022년에 발표된 호퍼 아키텍처의 후속작이다. 엄청난 성능 향상과 함께 전력 효율을 높인 것이 가장 큰 특징이다. 2080억 개의 트랜지스터를 탑재하여 이전 세대인 H100보다 데이터 연산 속도가 2.5배 빠르다. H100 36개로 구성된 시스템과 비교했을 때 거대 언어 모델(LLM) 처리 속도가 최대 30배 향상되었다. 10TB/s의 칩 간 상호 연결을 통해 GPU 다이 2개의 성능을 단일 GPU 슈퍼칩에서 제공한다. 또한 향상된 전력 효율로 H100보다 성능이 30배 높으면서도 비용과 에너지 소비는 최대 25배 낮췄다. 대만 TSMC의 4나노미터(nm) 공정으로 제조됐다. 첨단 패키징 기술인 CoWoS를 사용하여 패키징 면적을 줄이고 칩 간 연결성을 높였다. HBM3E(5세대 고대역폭 메모리) 8단 제품이 탑재되어 메모리 대역폭을 획기적으로 늘렸다. 블랙웰은 이러한 뛰어난 특징을 바탕으로 AI 학습 및 추론, 고성능 컴퓨팅, 데이터 분석 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 것으로 기대된다.
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엔비디아, 인도 최대 재벌에 차세대 AI 반도체 '블랙웰' 공급
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[기후의 역습(63)] 영구동토층 해빙으로 북극-아북극 산불 급증
- 극심한 기후 변화로 영구동토층인 북극 지역에 산불이 급증할 것이라는 암울한 연구 결과가 나왔다. 국제 기후 과학자 및 영구동토층 전문가 팀의 연구에 따르면, 새로운 기후 컴퓨터 모델 시뮬레이션 결과 지구 온난화로 인해 영구동토층 해빙이 가속화되고, 이로 인해 북부 캐나다 및 시베리아의 아북극 및 북극 지역에서 산불이 급격히 증가할 것으로 예상된다고 네이처닷컴과 PHYS 등 다수 외신이 24일(현지시간) 보도했다. 최근 관측 결과 따뜻하고 건조한 기후 조건으로 인해 이미 북극 지역의 산불이 심화되고 있는 것으로 나타났다. 미래 인위적 온난화가 산불 발생에 미치는 영향을 이해하고 시뮬레이션하기 위해서는 가속화된 영구동토층의 해빙의 역할을 고려하는 것이 중요하다. 영구동토층 해빙은 토양의 수분 함량을 크게 좌우하며, 이는 산불 발생의 핵심요소다. 최근 기후 모델들은 지구 온난화, 북부고위도 영구동토층 해빙, 토양 수분 및 화재 사이의 상호작용을 완전히 고려하지 않았다. 이번 새로운 연구는 가장 포괄적인 지구 시스템 모델 중 하나인 '커뮤니티 지구 시스템 모델'에서 생성된 영구동토층 및 산불 데이터를 사용했다. 이 모델은 토양 수분, 영구동토층 및 산불 사이의 결합을 통합적으로 파악하는 최초의 모델이다. 온실가스 배출 증가의 인위적인 영향과 자연 발생적인 기후 변화를 더 잘 구분하기 위해 과학자들은 1850년부터 2100년까지의 기간(SSP3-7.0 온실가스 배출 시나리오)을 다루는 50개의 과거-미래 시뮬레이션 앙상블을 사용했다. 이 시뮬레이션은 최근 한국의 부산 IBS 기후물리센터와 미국 콜로라도 볼더 국립대기연구센터 과학자들이 IBS 슈퍼컴퓨터 Aleph에서 수행했다. 이 앙상블 모델링 접근 방식을 통해 연구팀은 21세기 중후반까지 아북극 및 북극 지역에서 인위적인 영구동토층 해빙이 상당히 광범위하게 진행될 것임을 입증했다. 많은 지역에서 과도한 토양 수분이 빠르게 배출되어 토양의 수분이 급격히 감소하고, 이후 지표면 온난화 및 대기 건조가 발생한다. 부산에 있는 IBS 기후물리학 연구원의 연구 주저자이자 박사후 연구원인 김인원 박사는 "이러한 조건은 산불을 심화시킬 것"이라고 말했다. 연구팀은 이러한 조건들이 산불을 심화시킬 것이라고 경고했다. 모델 시뮬레이션 결과 21세기 후반에는 불과 몇 년 만에 사실상 화재가 거의 없는 상태에서 매우 강렬한 화재로 갑작스럽게 전환되는 것으로 나타났다. 이러한 미래 산불 추세는 대기중 이산화탄소 농도 증가로 인해 고위도 지역의 식물 바이오매스가 증가할 가능성이 높다는 사실로 인해 더욱 악화될 것으로 전망된다. 이른바 '이산화탄소 비료 효과'는 추가적인 화재 연료를 제공한다는 것. 참고로 이산화탄소 비료 효과는 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면 식물의 광합성 속도가 빨라져 성장이 촉진되는 현상을 말한다. 쉽게 말해 이산화탄소는 식물에게 비료와 같은 역할을 한다고 볼 수 있다. 식물이 더 빠르게 성장하면 화재가 발생할 경우 연료가 추가되는 것과 같은 효과를 내 화재 위험이 더 높아질 수 있다. 공동연구자인 노르웨이 트론헤임에 있는 노르웨이 과학기술대학의 한나 리 부교수는 "복잡한 영구동토층 환경이 미래를 더 잘 시뮬레이션하기 위해서는 확장된 관측 데이터 세트를 사용하여 지구 시스템 모델에서 소규모 수문학적 과정을 더욱 개선해야 할 필요성이 있다"고 강조했다. 이번 논문의 공동 저자이자 ICCP 책임자 겸 부산대학교 명예 교수인 악셀 팀머만 박사는 "산불은 이산화탄소, 검은 탄소 및 유기 탄소를 대기중으로 방출하여 기후에 영향을 미치고 북극 영구동토층 해빙 과정에 피드백을 줄 수 있다"고 지적했다. 팀머만 교수는 "하지만 화재 배출과 대기 과정 사이의 상호작용은 아직 지구 시스템 컴퓨터 모델에 완전히 통합되지 않았으며, 이러한 측면을 추가로 고려하는 것이 다음 단계가 될 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다. 실제로 2023년 캐나다 북부에서 미국 플로리다 주 크기의 지역을 태운 기록적인 산불이 발생했다. BBC에 따르면 2023년 캐나다 산불은 엄청난 이산화탄소를 배출했다. 과학자들은 캐나다의 한대 삼림이 지구 온난화를 유발하는 탄소를 포집하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 이례적으로 화재가 발생하면 전 세계 기후 변화 예측에 영향을 미칠 수 있다고 우려하고 있다. 지난 8월 28일 캘리포니아 공과대학과 캐나다, 네덜란드 등 국제 연구팀이 네이처 저널에 발표한 자료에 따르면, 캐나다 화재로 인한 총 배출량을 약 647테라그램의 탄소로 계산했다. 1테라그램은 백만 미터톤이다. 이는 지난 10년 동안 약 29테라그램에서 82테라그램 사이를 오르내렸던 캐나다의 전형적인 산불 배출량을 훨씬 웃도는 수치다. 또한 이는 캐나다의 연간 총 탄소 배출량보다 5배 많으며, 작년에 740테라그램의 탄소를 배출한 인도와 비슷한 수준이었다. 2023년 캐나다 산불보다 더 많은 탄소량을 배출한 나라는 중국, 미국, 인도뿐이었다. 인류의 생존을 위협하는 탄소 배출량을 실질적으로 감소하기 위해 각국 정부와 기관이 더욱 머리를 맞대야 할 시기다.
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[기후의 역습(63)] 영구동토층 해빙으로 북극-아북극 산불 급증
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미국, 양자·차세대 반도체 수출 통제 강화⋯한국, '허가 면제' 제외
- 미국 정부가 국가 안보를 위해 양자 컴퓨팅, 차세대 반도체 등 핵심 기술에 대한 수출 규제를 강화했다. 이번 조치는 미국과 동등한 수준의 수출 통제 체계를 갖춘 국가에 대해서는 미국 정부의 허가 없이도 해당 기술을 수출할 수 있도록 허용하는 제도를 새롭게 도입했다. 하지만 한국은 이러한 '허가 면제' 대상 국가에서 제외됐다. 다만 미국은 한국에 대한 수출은 허가 신청 시 승인하는 방침을 세운 것으로 알려져 한국 기업에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 예상된다. 미국 상무부 산업안보국(BIS)은 5일(현지시간) 양자 컴퓨터, 첨단 반도체 제조 장비, 슈퍼컴퓨터용 반도체 생산 기술, 3D 프린팅 기술 등을 수출 통제 대상으로 지정하는 규칙을 발표했다. 이번 조치는 중국, 러시아, 이란 등을 겨냥한 것으로, 미국은 이번 수출 통제 도입 과정에서 동맹국들과 협력을 강화했다고 밝혔다. 앨런 에스테베스 산업안보차관은 "양자 및 기타 첨단 기술에 대한 수출 통제를 동맹국들과 함께 조율하면 적대국들이 이러한 기술을 악용하여 우리의 안보를 위협하는 것을 훨씬 어렵게 만들 수 있다"고 강조했다. BIS, '수출 통제 시행국' 허가 면제 도입 BIS는 일부 국가들이 이미 유사한 수출 통제를 시행하고 있다는 점을 고려하여, 이들 국가에 대해서는 미국 정부의 허가 없이도 통제 품목을 수출할 수 있는 '수출 통제 시행국'(IEC) 허가 면제 제도를 새롭게 마련했다. 그러나 BIS가 공개한 24개 통제 품목별 수출 허가 면제 국가 목록에 한국은 포함되지 않았습니다. 예를 들어 3D 프린팅 장비나 GAA 기술 관련 장비 등은 특정 국가들에는 허가 없이 수출 가능하지만, 한국은 해당되지 않는다. 이에 따라 한국 기업들이 불이익을 받을 수 있다는 우려가 제기되고 있지만, 실질적인 영향은 크지 않을 것이라는 전망이 우세하다. BIS는 이번에 지정한 수출 통제 품목에 대해 한국이 속한 A:1, A:5 그룹 국가에 수출할 경우 '승인 추정 원칙'을 적용한다고 밝혔다. 이는 한국 기업들이 수출 허가를 신청하면 승인될 가능성이 높다는 의미다. 수출 통제 전문가는 "이는 사실상 한국에 대한 수출을 허가한다는 원칙이기 때문에 당장 큰 영향은 없을 것"이라고 분석했다. 또한, 한미 양국 정부는 이 문제에 대해 긴밀히 협의해 온 것으로 알려졌다. 반면, BIS는 중국 등 D:1, D:5 그룹 국가에는 '거부 추정 원칙'을 적용했다. 이는 수출 허가 신청을 해도 원칙적으로 거부한다는 의미다. 한국이 IEC 허가 면제 국가에 포함되려면 미국과 유사한 수출 통제 제도를 도입해야 한다. 바이든 행정부는 그동안 중국, 러시아 등에 대한 수출 통제의 효과를 높이기 위해 한국을 비롯한 동맹국들에게 유사한 수출 통제 도입을 촉구해 왔다. 특히 한국에는 반도체 장비의 중국 수출 통제를 강하게 요구해 왔다. 중국, 반대 입장 재확인 한국 정부는 이러한 상황에 대응하여 대외무역법을 개정하며 수출 통제 제도를 정비하고 있지만, 반도체 장비 수출 통제 참여 여부는 아직 검토 중이라는 입장이다. BIS는 "일부 동맹국들이 이미 양자 컴퓨터 및 첨단 반도체 제조 관련 품목에 대한 새로운 수출 통제를 시행했거나 발표했다"며 "더 많은 국가들이 곧 유사한 통제를 시행할 것으로 예상한다"고 밝혔다. 한편, 중국은 미국의 이러한 조치에 대해 시장 경제 원칙에 어긋난다며 반대 입장을 재확인했다. 마오닝 중국 외교부 대변인은 "미국이 경제, 무역, 과학 기술 문제를 정치화하고 무기화하는 것에 반대한다"며 "정상적인 기술 협력과 무역 교류를 방해하는 것은 어떤 국가의 이익에도 부합하지 않는다"고 비판했다.
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미국, 양자·차세대 반도체 수출 통제 강화⋯한국, '허가 면제' 제외
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[신소재 신기술(105)] 세계 최고 슈퍼컴퓨터, 칼슘-48 자기적 특성 규명⋯10년 논쟁 종결
- 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터인 '프론티어'가 10년 동안 과학자들의 논쟁의 중심에 섰던 칼슘-48 퍼즐을 해독했다. 미국 오크리지 국립연구소(ORNL)의 핵물리학 연구팀은 세계 최고 슈퍼컴퓨터 프론티어를 활용해 칼슘-48 원자핵의 자기적 특성을 규명하는 데 성공했다고 과학전문 매체 인터레스팅엔지니어링이 4일(현지시간) 보도했다. 이는 1980년대부터 지속되어온 핵물리학계의 논쟁을 종식시키는 중요한 성과로 평가된다. 칼슘-48, '이중 마법' 핵으로 안정성 높아 칼슘-48은 20개의 양성자와 28개의 중성자로 이루어진 '이중 마법' 핵으로 매우 안정적인 구조를 가지고 있다. 이러한 특성 대문에 핵물리학 연구에 이상적인 물질로 꼽힌다. 하지만 칼슘-48의 자기적 특성은 오랜 기간 동안 논쟁의 대상이었다. 양성자와 전자빔을 사용한 초기 실험에서는 자기 전이 강도가 4제곱 마그네톤으로 측정되었으나 2022년 감마선을 이용한 실험에서는 이 값이 두 배나 높게 나타났기 때문이다. 여기서 '핵 마그네톤'은 원자핵의 자기적 특성을 나타내는 기본 단위다. 쉽게 말해, 핵 마그네톤은 원자핵이 얼마나 강한 자석처럼 행동하는 지를 나타내는 척도라고 할 수 있다. 따라서 4제곱 마그네톤은 칼슘-48 원자핵이 특정 에너지 상태 변화를 겪을 때, 자기장의 세기가 핵 마그네톤 단위로 4의 제곱만큼 변한다는 것을 의미한다. 수퍼컴퓨터 '프론티어' 활용, 10년 논쟁 종식 ORNL 연구팀은 초당 퀸틸리언(quintillion, 100경) 이상의 계산을 수행할 수 있는 세계 최초의 엑사스케일 컴퓨터인 '프론티어' 슈퍼컴퓨터를 활용해 칼슘-48의 자기 전이 강도를 시뮬레이션했다. 그 결과 감마선 실험 결과와 일치하는 값을 얻어냄으로써 오랜 논쟁에 종지부를 찍었다. 또한 이 연구는 핵 내부의 핵자 쌍(양성자와 중성자)의 복잡한 상호작용과 핵이 주변 환경과 상호작용하는 방식을 설명하는 연속 효과에 대한 새로운 통찰력을 제공했다. 초신성 연구에도 영향 이번 연구는 핵물리학뿐만 아니라 천체물리학에도 중요한 의미를 갖는다. 칼슘-48은 초신성 폭발 과정에 풍부하게 생성되는 데, 이 때 중성미자가 물질과 상호작용하는 방식을 이해하는 데 핵심적인 역할을 하기 때문이다. 연구의 제 1저자인 비자야 아차리아는 "칼슘-48의 자기 전이 강도를 설명하는 물리학은 중성미자가 물질과 상호작용하는 방식도 설명한다"고 말했다. 칼슘-48의 자기 전이 강도에 대한 정확한 이해는 초신성 폭발과정과 우주 형성 과정에 대한 이해를 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. ORNL 핵천체물리학자 라파엘 힉스는 "이번 연구는 핵의 생성 원리를 밝히는 데 중요한 걸음이며, 별과 행성의 생성부터 원소의 풍바함까지 우주를 형성하는 과정을 더 잘 이해하게 해 줄것"이라고 말했다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(105)] 세계 최고 슈퍼컴퓨터, 칼슘-48 자기적 특성 규명⋯10년 논쟁 종결
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[기후의 역습(50)] 작년 캐나다 산불, 인도 1년치 탄소 배출량과 맞먹어 '충격'
- 작년에 캐나다를 강타한 기록적인 산불은 지구상의 거의 모든 나라에서 배출한 탄소보다 더 많은 탄소를 대기 중에 방출했다고 영국 독립 미디어 인디펜던트가 전했다. 캐나다의 단일 산불이 지구 온난화의 가장 큰 원인을 제공했다는 분석이다. 나사(NASA)의 제트 추진 연구소가 지난주 말 발표한 분석에 따르면, 미국 노스다코타와 거의 같은 면적의 산림을 태운 캐나다 산불은 약 6억 4000만 톤의 이산화탄소를 방출한 것으로 추정됐다. 이 분석 결과는 '네이처' 저널에 발표됐다. 연구에 따르면 캐나다 산불로 배출된 탄소보다 많은 양을 배출한 나라는 중국, 미국, 인도뿐이었다. 3개국의 화석 연료 연소가 다른 국가를 압도하고 있는데, 캐나다 산불이 이에 버금갔다는 얘기다. 전 세계적인 탄소 배출로 인해 지구의 대기 중 온실가스 농도는 2023년에 인류 역사상 가장 높은 수준에 도달했다. 캐나다 산불은 2023년 5월에 발생해 기록적으로 높은 기온과 건조한 기상 조건으로 수개월 동안 꺼지지 않고 퍼지면서 캐나다 인근 전역에 걸쳐 맹위를 떨쳤다. 역대 최대 규모의 산불로 기록되기도 했다. 산불은 캐나다 브리티시 컬럼비아에서 노바스코샤까지 4500만 에이커 이상을 태웠다. 연기는 캐나다 전역으로 퍼져 국경 남쪽까지 도달했으며, 뉴욕을 비롯한 미국 대도시의 하늘을 노랑 또는 주황색으로 물들였다. 지역 주민들은 불길한 대기를 온몸으로 겪어야 했다. 캐나다에서 소방관 8명이 사망하고 수만 명이 대피했다. 나사는 연구에서 위성 관측과 슈퍼컴퓨터를 사용해 화재의 영향을 파악했다. 특히, 2017년부터 지구를 공전하고 있는 유럽우주국(ESA)의 센티넬 5P 위성에 부착된 대류권 관측 장비(TROPOspheric Monitoring Instrument)를 이용해 대기 중의 가스와 미세 입자를 측정하고 매핑할 수 있었다. 한편 기후 위기로 인해 급등하는 기온과 극심한 가뭄으로 인해 발생하는 산불의 빈도와 심각성은 날로 증가할 것으로 예상된다. 캐나다를 포함한 세계 북부 산림에 대한 위협은 심각하다는 지적이다. 산림은 일반적으로 주요 탄소 흡수원 역할을 하며, 일부에서는 특히 배출하는 탄소보다 더 많은 양을 대기 중에서 흡수한다. 그러나 미국 해양대기청(NOAA)은 극심해지는 산불로 탄소 흡수원으로서의 산림의 효과는 갈수록 약해지고 있다고 우려했다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(50)] 작년 캐나다 산불, 인도 1년치 탄소 배출량과 맞먹어 '충격'
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[기후의 역습(32)] NASA, 미국 탄소 배출량 실태 보여주는 위성사진 공개
- 나사(NASA)가 지구에서 엄청난 양의 이산화탄소가 발생해 대기 중에서 소용돌이치며 움직이는 모습을 보여주는 새로운 영상 자료를 공개했다고 전문 매체 퓨처리즘이 전했다. 이 영상은 2020년 1월부터 3월까지 바람과 대기 순환에 따라 지구 전체로 이동하는 이산화탄소의 농도를 보여주고 있다. 영상에서는 특히 미국에서의 이산화탄소 발생이 많아, 미국이 이산화탄소의 주요 배출원임을 드러내고 있다. 2021년에 미국은 전 세계 배출량의 12% 이상을 차지했으며, 33%에 약간 못 미치는 중국에 이어 두 번째를 기록했다. 나사가 공개한 영상 데이터의 세부적인 이산화탄소 흐름은 놀라운 고화질 수준이다. 발전소, 화재, 도시에서 발생하는 이산화탄소 배출은 물론 이것이 대륙과 바다로 확산되는 모습이 그대로 나타난다. 전문가들은 이 영상 데이터를 활용해 인간 활동에서 비롯된 기후 변화에 직접적으로 영향을 미치는 온실가스의 주요 출처를 식별하는 것 외에도 이러한 다양한 출처가 어떻게 상호 작용하는지를 연구할 수 있다고 지적했다. 나사의 고다드 우주비행센터 기후 과학자 레슬리 오트는 "정책 입안자이자 과학자로서 우리는 탄소가 어디에서 나오는지, 그리고 그것이 지구에 어떤 영향을 미치는지 파악하려고 노력하고 있다“면서 ”이 영상을 통해 이산화탄소가 다양한 기상 패턴에 의해 어떻게 상호 연결되어 있는지 알 수 있다"고 설명했다. 미국과 중국의 경우 중공업, 발전소, 자동차, 트럭 등 인간이 주도하는 활동이 여전히 이산화탄소 배출의 중요한 원인이다. 나사에 따르면 아프리카와 남미에서는 토지 관리 및 산림 벌채를 위해 일부러 일으키는 화재가 이산화탄소 발생의 주요 원인이다. 이 영상 데이터는 시간이 따라 불길이 잦아들고 불타오르는 듯한 매혹적인 패턴의 이산화탄소 방출 및 확산을 보여주고 있다. 식물과 나무도 광합성을 할 때 이산화탄소를 흡수하고 호흡할 때 이를 방출하는 시각적 효과의 역할을 담당한다. 나사는 고다드 지구 관측 시스템(GEOS)이라는 슈퍼컴퓨터 기반 모델을 사용하여 시각 영상을 만들었다. 나사에 따르면 이 기상 모델의 해상도는 일반 기상 모델보다 100배 이상 크다고 밝혔다. 영상은 특히 과학자들에게 전례 없는 모습을 보여주고 있다. 오트는 "이제는 말 할 수 있다. 우리는 정밀 고해상도로 이산화탄소의 발생과 흐름을 따라다니며 지켜볼 수 있다“라며 "종래의 기상 영상 시뮬레이션으로는 결코 볼 수 없었던 것들을 보게 됐다”고 말했다. 이산화탄소의 흐름이 얼마나 지속되는지, 기상 시스템과 어떻게 상호 작용하는지를 보는 것은 놀라운 결과라는 지적이다.
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- IT/바이오
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[기후의 역습(32)] NASA, 미국 탄소 배출량 실태 보여주는 위성사진 공개
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구글, AI 날씨 및 기후 모델 정확도 향상
- 구글이 주축이 된 연구팀이 개발한 AI(인공지능) 적용 날씨 및 기후 예측 모델이 기존의 물리학 기반 기후 모델과 융합함으로써 중장기 기상 예측 정확도를 대폭 향상시켰다고 악시오스가 보도했다. 분석 결과 보고서는 '네이처' 저널에 발표됐다. 발표에 따르면 구글 리서치와 구글 딥마인드, MIT, 하버드 대학교 및 유럽 일기예보 센터 연구팀이 협력해 개발한 기계 학습과 신경망을 사용하는 기후 모델 '뉴럴GCM(NeuralGCM)'이 현재 사용되는 모델 및 1~10일의 중단기 일기 예보에 대한 다른 기계 학습 기반 모델보다 더 정확한 것으로 나타났다. 또한 수십 년에 걸쳐 장기적인 기후 조건을 예측하는 데서도 탁월한 기술임을 입증했다. 이 발전은 AI 기반 기상 및 기후 예측 분야가 얼마나 빠르게 발전하고 있는지를 보여준다는 지적이다. AI 모델은 기존 컴퓨터 분석 모델에 비해 엄청난 컴퓨팅 성능과 시기적인 적절성을 제공한다는 것이다. 개발에 참여한 구글 리서치의 스티픈 호이어 박사는 "새로운 AI 기반 기후 모델은 오픈소스이며, 노트북에서 상대적으로 빠르게 실행되도록 설계됐다"고 밝혔다. 그러나 전통적인 기상 예측 모델은 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 사용하는데, 그럼에도 불구하고 대기와 해양의 작동에 대한 물리적 법칙을 설명하는 수만 줄의 코드를 처리하는 데 몇 시간이 걸린다. 개발된 AI 모델은 수십년 동안의 과거 날씨 데이터를 기계 학습으로 훈련했다. 대규모 날씨 패턴을 설명하는 물리 방정식을 사용했으며, 본질적으로 글로벌 순환 모델과 물리 집약적 접근 방식, AI 기반 작업을 결합하고 있다. 오클라호마 대학의 아론 힐 기상학 교수는 "새 기후 모델의 가장 큰 참신함 중 하나는 기후 예측에서 사용하는 대규모 물리학을 그대로 유지하면서 모델링을 AI로 대체한 방법"이라고 설명했다. 엔비디아나 마이크로소프트 등 다른 회사가 만든 AI 기후 예측 모델은 전통 물리학을 완전히 배제하고 있다는 것이다. 힐은 AI와 기계 학습 기술이 기상 및 기후 연구에서 빠르게 뿌리내리고 있다고 부연했다. 그러나 AI 예측 모델은 여전히 NOAA(국립해양대기청) 등 국제적인 기관에서 운영하지 않고 있다. 이는 기상 예측 전문가들이 AI 기반 예측 시스템에 대해 아직 온전히 신뢰하지 못하기 때문이다. 현재는 AI 예측 결과의 정확도를 확인하는 단계에 있다. 호이어는 "공공 기후 예측 관련 기관의 시스템이 빠르게 발전하고 AI 기후 모델 채택 가능성을 보여주고는 있지만, 아직 전통적인 날씨 및 기후 모델을 대체하지는 못하고 있다"면서도 "AI 기후 예측 시스템에 더 적극적인 투자가 이루어져야 한다"고 강조했다. 호이어는 최근의 연구에 대해 "날씨와 기후 시뮬레이션 엔진에 AI를 사용할 수 있다는 사실 자체는 현장의 많은 사람들에게 확인됐다"며 기후 예측에 AI가 깊이 개입할 시점이 다가오고 있다고 전망했다.
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- IT/바이오
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구글, AI 날씨 및 기후 모델 정확도 향상
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엔비디아, 중국시장용 저사양 AI칩 개발⋯내년 2분기 출하 예정
- 인공지능(AI) 반도체 시장을 선도하고 있는 엔비디아가 올해말 출시되는 블랙웰 시리즈 칩가운데 현재 미국의 수출 통제 규정을 벗어나지 않고 중국에 수출할 수 있는 저사양 AI칩을 별도로 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 로이터통신은 22일(현지시간) 정통한 소식통을 인용해 엔비디아가 중국의 유통파트너인 인스퍼와 협력해 블랙웰칩 시리즈중 하나로 중국용 B20이라는 칩의 출시 및 유통을 진행할 예정이다고 보도했다. B20칩의 출하는 2025년 2분기(5~7월)에 시작될 것으로 알려졌다. 이 칩은 엔비디아가 올해말부터 대량 생산할 계획인 블랙웰 칩 시리즈중 하나로 이 시리즈내에서 B200은 챗봇의 답변 제공 같은 일부 작업 속도가 이전 제품보다 30배 빠르다. 미국정부는 2023년부터 중국에 대한 최첨단 반도체 수출을 통제하면서 중국의 군사에 도움이 될 수 있는 슈퍼컴퓨팅 분야의 기술개발을 막으려고 하고 있다. 이후 엔비디아가 중국 시장을 겨냥해 특별히 제작된 칩 3개를 개발했으나 일부는 미국 상무부가 더 엄격한 통제를 적용하면서 중국으로의 출하가 지연되고 있다. 미국의 수출 규제로 중국은 거대기술기업인 화웨이와 텐센트가 지원하는 스타트업 엔플레임이 자체 첨단 AI프로세서 개발을 가속화하고 있다. 엔비디아 매출에서 중국시장 비중은 2년전 26%에 달했으나 미 정부의 수출 규제 여파로 올해 1월말 기준 전체 매출의 17%로 줄어 들었다. 로이터가 5월에 보도한데 따르면 엔비디아가 중국시장용으로 개발한 H20은 올해 납품이 시작됐으며 초기 매출은 부진했으나 경쟁사인 화웨이 칩보다도 낮은 가격을 책정하면서 최근 매출이 급증한 것으로 알려졌다. 연구 그룹 세미어낼리시스는 엔비디아가 올해 중국에서 H20 칩을 100만 개 이상 판매할 예정이며, 매출 규모는 120억 달러에 달할 것으로 예상된다고 지적했다. 로이터통신의 이같은 보도에 이날 엔비디아의 주가는 4%이상 뛰었다.
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- IT/바이오
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엔비디아, 중국시장용 저사양 AI칩 개발⋯내년 2분기 출하 예정
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IBM-일본 연구소, 차세대 양자 컴퓨터 개발 협력
- 일본 정부 지원 기술 연구소가 차세대 양자 컴퓨터 개발을 위해 IBM과 손잡는다. 16일(현지시간) 닛케이에 따르면 일본 국립산업기술종합연구소(AIST)와 IBM은 1만 큐비트 양자 컴퓨터 개발을 목표로 협력한다. 큐비트는 양자 컴퓨터의 성능을 가늠하는 기본 단위로, 현재 가장 진보된 양자 컴퓨터는 133큐비트 수준이다. 양자 컴퓨터는 신약 개발, 물류 효율화 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대되는 미래 기술이다. AIST와 IBM은 수일 내 양해각서(MOU)를 체결하고 개발에 착수한다. IBM이 이처럼 대규모 양자 컴퓨팅 프로젝트에 외국 연구기관과 협력하는 것은 이번이 처음이다. 개발 중인 양자 컴퓨터는 2029년 완성을 목표로 한다. 1만 큐비트 이상으로 고도의 조합 계산을 오차 없이 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 양사는 극저온 환경에서 작동하는 양자 컴퓨터에 필요한 반도체와 초전도 집적회로도 함께 개발한다. AIST는 인공지능(AI) 관련 기술력과 특허를 보유하고 있으며, IBM은 양자 컴퓨팅 분야에서 앞선 기술력을 자랑한다. AIST는 일본 부품 제조업체 참여를 유도해 양자 컴퓨터 대량 생산을 추진하고, IBM은 2025년까지 1000큐비트 양자 컴퓨터 판매를 시작할 계획이다. 양자 컴퓨터는 아직 개발 초기 단계로, 현재 133큐비트 양자 컴퓨터는 오류 발생 가능성이 높아 슈퍼컴퓨터의 도움이 필요하다. 1만 큐비트 양자 컴퓨터는 슈퍼컴퓨터 없이 독립적으로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 전문가들은 상업용 양자 컴퓨터가 되려면 2만~3만 큐비트 수준에 도달해야 한다고 보고 있다.
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IBM-일본 연구소, 차세대 양자 컴퓨터 개발 협력
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일론 머스크, 세계 최강 AI 슈퍼컴퓨터 구축⋯오픈AI·구글 딥마인드·MS 등과 경쟁
- 일론 머스크(Elon Musk)의 인공지능(AI) 스타트업 xAI가 AI 챗봇 그록(Grok)을 강화하고 AI 기술과 시장을 재정립한다는 목표로 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 구축할 계획이라고 ICT 전문 매체 더 인포메이션 등 외신이 전했다. xAI는 이를 위해 클라우드 인프라 및 엔터프라이즈 소프트웨어 글로벌 공급자인 오라클(Oracle)과 협력한다. 두 업체의 제휴에 따라 오라클은 xAI에 AI 프로젝트 개발을 가속하는 데 필요한 자원과 전문 지식을 제공할 예정이다. 이 슈퍼컴퓨터는 오는 2025년 가을에 완성된다. xAI는 이를 통해 컴퓨팅 부문의 기가팩토리(Gigafactory of Computing)를 건설한다는 방침이다. 기가팩토리는 머스크의 전기자동차 메이커 테슬라의 생산 공장을 지칭한다. xAI는 초기의 펀딩 라운드 성공에 이어 180억 달러의 기업 가치 평가로 60억 달러의 투자를 확보했다. 기가컴퓨터로 제안된 슈퍼컴퓨터는 현재 AI 데이터센터 칩의 업계 표준인 엔비디아(Nvidia)의 H100 그래픽 처리 장치(GPU)의 방대한 조합으로 구성된다. 머스크는 이 슈퍼컴퓨터가 기존의 최대 GPU 조합보다 최소 4배 더 커질 것으로 예상하면서, 이 컴퓨터가 AI 기능을 발전시키는 데 필요한 획기적인 컴퓨팅 성능을 발현할 것이라고 강조했다. 엔비디아의 H100 GPU는 복잡한 AI 작업을 처리하는 탁월한 성능으로 시장에서 가장 인기를 끌고 있는 제품이다. 그러나 폭발적인 수요 증가로 인해 공급량이 제한되고 있어 기업들은 충분한 수량을 확보하는 데 어려움을 겪고 있다. 최근 파리에서 열린 ‘비바테크(VivaTech) 2024’ 컨퍼런스에서 머스크는 xAI의 행보에 대해 낙관론을 밝혔다. 그는 2024년 말까지 오픈AI, 마이크로소프트, 구글 딥마인드(DeepMind) 등 AI 업계 선두들과 본격적으로 경쟁할 수 있을 것이라고 자신했다. 머스크는 2025년 말 슈퍼컴퓨터가 본격 가동되면 xAI의 챗봇 그록과 같은 AI 시스템이 다양한 작업에서 인간의 능력을 능가할 수 있을 것이라고 예측하기도 했다. 아직 개발 초기 단계에 있는 그록은 자연스러운 대화에 최적화된 강력한 딥러닝 기반 AI 언어 모델이다. 그록은 자연어 프롬프트를 사용해 수행되는 창의적인 콘텐츠 및 기타 여러 작업을 생성하게 된다. 머스크에 따르면 그록의 후속인 그록2 모델은 대규모 언어 모델 훈련을 위해 약 2만 개의 엔비디아 GPU가 들어갔다. 10만 개의 엔비디아 칩이 들어갈 후속 그록3 차세대 버전이 개발되면 현재의 기능을 크게 능가할 것이라고 머스크는 강조했다. 한편, 머스크는 지난해 여름 xAI를 설립했다. 그는 27일(현지시간) 60억달러(약 8조 1756억원)의 자금 조달을 발표하면서 "이 자금이 스타트업의 첫 번째 제품을 시장에 출시하고 고급 인프라를 구축하며 미래 기술의 연구 개발을 가속화하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다. xAI에 따르면 이번 라운드 자금은 안드레센 호로위츠, 세쿼이아 캐피탈, 사우디아라비아 왕자 알 왈리드 빈 탈랄 등이 투자자로 참여했다. 지난해 미 증권거래위원회(SEC)에 제출한 자료에 다르면 xAI는 최대 10억 달러의 지분 투자를 유치할 계획이며 몇달 전 파이낸셜타임스는 최대 60억달러를 모색하고 있다고 보도했다. AI개발을 지하는 하드웨어는 상당히 비싸며 엔비디아가 곧 출시할 '블랙웰 B200(Blackwell B200)' AI그래픽 카드의 가격은 개당 3만달러(약 4000만원)~4만달러(약 5449만원)에 달한다고 ICT 전문매체 더 버지는 전했다.
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일론 머스크, 세계 최강 AI 슈퍼컴퓨터 구축⋯오픈AI·구글 딥마인드·MS 등과 경쟁
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[퓨처 Eyes(37)] 양자 컴퓨팅, 초순수 실리콘 개발로 큰 도약
- 과학자들이 실리콘 동위원소 제거를 통해 정제된 초순수 실리콘을 만들어 양자 컴퓨팅 구현에 한 발 더 다가섰다. 최근 영국과 호주의 과학자들이 고성능 큐비트 장치를 구성할 수 있는 초순수 실리콘을 생산해 양자 컴퓨팅 발전에 새로운 가능성을 열었다고 어스닷컴과 인디펜던스 등 다수의 외신이 보도했다. 이번 연구는 호주 멜버른 대학교와 영국 맨체스터 대학교의 첨단 전자 재료 그룹이 주도했다. 실리콘은 전자 제품과 컴퓨팅에서 매우 중요한 소재로, 반도체 기술의 동의어처럼 사용된다. '실리콘 밸리'라는 지명도 실리콘의 중요성을 반영한다. 실리콘은 다양한 조건에서 전기를 전도하도록 만들 수 있으며, 지각에서 두 번째로 풍부한 원소로 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 지난 수십 년 동안 실리콘은 컴퓨터의 엄청난 확장을 촉진했지만, 실리콘의 순도 문제는 슈퍼컴퓨터 등 고급 시스템에서 제한 요소로 작용했다. 실리콘은 자연 상태에서 실리콘-28(Si-28), 실리콘-29(Si-29), 실리콘-30(Si-30) 등 세 가지 안정적인 동위원소로 존재한다. Si-28은 전체 실리콘의 약 92.23%를 차지하며, Si-29는 약 4.67%, 희귀한 Si-30은 약 3.10%를 차지한다. 이번 연구의 공동 감독자인 데이비드 제이미슨 교수는 "자연적으로 발생하는 실리콘은 대부분 Si-28이지만, 약 4.5% 존재하는 동위원소 Si-29가 문제를 일으킨다"고 지적했다. 그는 "실리콘-29는 각 원자의 핵에 여분의 중성자가 있어 작은 불량 자석처럼 작용해 양자 일관성을 파괴하고 컴퓨팅 오류를 일으킨다"고 설명했다. 연구팀은 이온 주입기를 사용해 컴퓨터 칩에 Si-28 빔을 발사해 Si-29의 불순물을 제거했다. 그 결과 Si-29 함량이 4.5%에서 0.0002%로 감소했다. 제이미슨 교수는 "이온 주입기를 조정해 실리콘을 이 수준으로 순수하게 정제할 수 있다"고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 리처드 커리 교수는 "이 획기적인 발전으로 양자 컴퓨팅을 구축하는 작업이 상당히 가속화될 것"이라고 말했다. 커리 교수는 "우리는 실리콘 기반 양자 컴퓨터를 구성하는 데 필요한 중요한 ‘벽돌’을 효과적으로 만들었다"라고 비유하면서, "이 기술은 인류를 변화시킬 잠재력을 가진 기술(양자 컴퓨팅)을 실현 가능하게 만드는 중요한 단계"라고 덧붙였다. 이번 발견은 과학 학술지 커뮤니케이션 머티리얼스-네이처에 게재됐다. 양자 컴퓨터는 큐비트 수가 많을수록 더 강력하지만, 오류에 더 취약하다. 양자 컴퓨팅의 구성 요소인 큐비트는 매우 민감하여 안정적인 환경이 필요하기 때문이다. 온도 변화 등 환경의 아주 미세한 변화도 컴퓨터 오류를 일으킬 수 있다. 다시 말하면, 양자 컴퓨터는 양자 물리학의 무한한 영역을 활용해 일반 컴퓨터가 할 수 없는 일을 수행할 수 있다. 그러나 정보를 처리하고 저장하는 양자 비트(큐비트)는 미세한 온도 변동이나 실리콘 불순물과 같은 사소한 간섭으로 인해 '일관성'을 잃을 수 있다. 그로 인해 오늘날 과학자들이 사용하는 양자 컴퓨터는 절대 온도(-273도)에 가까운 냉장고에 넣어 두는 경우에만 오류 없이 작동할 수 있다. 큐비트는 중첩과 얽힘 같은 고유한 특성을 가지며, 이를 통해 많은 계산을 병렬로 수행할 수 있다. 하지만 큐비트는 환경에 매우 민감하여 쉽게 양자 상태를 잃을 수 있다. 이를 디코히어런스라고 한다. 이러한 취약성 때문에 양자 오류 수정 기술이 필요하다. 실리콘은 기존 컴퓨팅의 기반이 되는 물질로, 연구자들은 실리콘이 확장 가능한 양자 컴퓨터의 해답이 될 것으로 기대하고 있다. 천연 실리콘의 동위원소 문제를 해결한 멜버른 대학교의 과학자들은 Si-29와 Si-30의 원자를 제거하여 양자 컴퓨터에 적합한 고품질의 초순수 실리콘을 만들어냈다. 슈퍼 컴퓨터를 능가하는 양자 컴퓨터는 단 30개의 큐비트로 작동된다. 이 프로젝트에서 실험을 수행한 라비 아차리아 박사는 "고품질 실리콘 큐비트를 생성하는 능력은 지금까지 사용된 실리콘의 순도에 의해 제한되었다. 우리가 보여준 획기적인 순도는 이 문제를 해결한다"고 설명했다. 제이미슨 교수는 "우리의 기술은 인공지능, 보안 데이터, 통신, 백신 및 의약품 설계, 에너지 사용, 물류 및 제조 등 사회 전반에 걸쳐 획기적인 변화를 약속하는 안정적인 양자 컴퓨터로 가는 길을 열어준다"고 밝혔다. 그는 "이제 우리는 매우 순수한 실리콘-28을 생산할 수 있게 됐다. 다음 단계는 많은 큐비트에 대해 동시에 양자 일관성을 유지할 수 있음을 입증하는 것이다. 큐비트가 30개에 불과한 양자 컴퓨터는 일부 응용 분야에서 오늘날의 슈퍼컴퓨터 성능을 능가할 것"이라고 덧붙였다. 새로운 의약품 설계나 정확한 일기 예보는 오늘날의 슈퍼 컴퓨터로는 계산이 너무 어려운 영역이다. 커리 교수는 "대규모 데이터를 처리할 수 있는 능력을 재고할 수 있는 기술을 통해 우리는 기후 변화의 영향을 해결하고, 보안 통신과 백신 설계 등 의료 문제를 해결하는 등 복잡한 현실 문제에 대한 솔루션을 찾을 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 성과는 1917년 어니스트 러더퍼드의 '원자 쪼개기' 발견, 1948년 '더 베이비'의 전자 저장 프로그램 컴퓨팅 최초 시연 등 맨체스터 대학교의 과학 혁신 역사와 맞물려 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 연구팀은 이번에 발견한 초순수 실리콘이 큐비트가 많은 양자 컴퓨터가 더 오랫동안 안정적으로 작동하는 데 도움이 될 것이며, 다음 단계는 이를 테스트하는 것이라고 말했다.
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[퓨처 Eyes(37)] 양자 컴퓨팅, 초순수 실리콘 개발로 큰 도약
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MS, 미국 정보기관용 생성AI 서비스 개발
- 미국 마이크로소프트(MS)는 미국 정보기관이 최고기밀정보를 안전하게 분석할 수 있도록 인터넷으로부터 완전히 분리된 상태에서 기능하는 생성 인공지능(AI)를 개발했다. 7일(현지시간) 블룸버그통신 등 외신들에 따르면 윌리엄 차펠 MS 애저 미션시스템 담당 부사장은 주요한 대규모언어모델(LLM)이 인터넷에서 차단된 상태에서 운용되는 것은 처음이라며 이같은 사실을 공개했다. 오픈AI의 챗GPT를 포함해 대부분의 AI모델은 데이터로부터 패턴을 학습∙추론하는데 있어 클라우드 서비스에 의존하고 있지만 MS는 정말 안전한 시스템을 미국 정보기관에 제공하는 것을 목표로 해왔다. 전세계 각국의 정보기관은 매일 지속적으로 증가하는 기밀정보의 이해와 분석에 도움을 주는 생성AI를 요구하고 있지만 LLM의 이용에는 데이터유출과 해킹 리스크간에 밸런스를 취할 필요가 있다. MS는 미국 아이오와주에 있는 기존 AI슈퍼컴퓨터의 쇄신을 포함해 1년반에 걸쳐 이같은 시스템을 개발했다. 차펠 부사장은 GPT4 기반의 모델과 이를 지원하는 주요한 요소를 인터넷으로부터 격리된 ‘에어 갭’ 환경의 클라우드상에 배치했다고 설명했다. 정부기관 관계자는 비지니스와 경제에 큰 변혁을 가져올 것으로 기대되는 생성AI 도구의 활용에 의욕을 불태우고 있다고 지적했다. 미국 중앙정보국(CIA)은 지난해 비기밀 챗GPT와 같은 서비스를 도입했지만 훨씬 기밀성이 높은 데이터를 취급하는 것을 강하게 요구하고 있다. 지난 2일 가동에 들어간 이 서비스는 앞으로 정보기관으로부터 테스트와 인정을 받는 절차가 남아있다.
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