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MS, 구글 이어 첫 양자컴퓨팅 칩 공개⋯수년내 AI 학습속도 100배
- 양자 컴퓨팅을 둘러싼 경쟁이 가속하는 가운데 구글에 이어 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자 컴퓨팅 칩을 공개했다. 온도·자기장 등 외부 환경 변화에 극히 민감해 오류가 잦고 보정이 어려웠던 기존 칩의 치명적 단점을 해결해 양자컴 시대를 앞당길 수 있게 됐다는 것이다. CNBC 등 외신들에 따르면 MS는 19일(현지시간) "세계 최초로 '위상(位相) 초전도체'를 사용한 양자 칩 '마요라나 1'을 개발했다"며 "반도체 발명이 오늘날의 스마트폰, 컴퓨터, 전자 제품을 가능하게 한 것처럼 이번 개발로 양자컴 시대가 몇 년 안에 실현될 수 있을 것"이라고 밝혔다. MS는 양자컴 연산의 기본 단위이자 성능 기준으로 꼽히는 '큐비트' 수를 향후 100만개로 확장할 수 있게 됐다고 설명했다. 현재 IBM과 구글의 양자컴이 1000큐비트급인 점을 감안하면 이보다 1000배에 달하는 규모를 구현할 수 있다고 공언한 것이다. 체탄 나약 MS 퀀텀 하드웨어 부사장은 "큐비트 100만개는 양자컴이 산업에 실질적 변화를 가져오기 위한 필수 임계치"라고 언급했다. 큐비트가 100만개 이상 탑재되는 시기를 '양자컴 상용화'가 시작되는 때로 본다는 것이다. MS가 자체 개발했다고 공개한 양자컴 칩 '마요라나1'에는 큐비트 8개가 탑재됐다. 이번에 MS는 큐비트를 100만개 이상으로도 확장할 수 있도록 양자 칩을 설계했다고 설명했다. 이번 양자 칩의 핵심인 '위상 초전도체'는 인듐 비소와 알루미늄 등으로 구현했다. 이를 통해 양자 정보의 손상을 막고 오류 파악과 수정도 디지털로 자동 제어할 수 있게 됐다. 마요라나 입자는 이탈리아의 물리학자 마요라나가 1937년 이론적으로 예측한 입자로, 발표 이후 실용적인 양자 컴퓨터 기술로 활용된 것은 이번이 처음이다. 이처럼 슈퍼컴퓨터를 월등히 초월하는 양자컴이 상용화되면 인공지능(AI) 분야에서도 근본적 혁신이 가능하다는 분석이 나온다. 막대한 양의 데이터를 학습한 뒤 이를 토대로 연산과 추론을 하는 AI에 양자컴 기술이 접목되면 소비 전력을 비롯해 비용과 시간을 대폭 줄이면서 AI 학습 속도를 100배 가까이 높일 수 있다는 것이다.
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- IT/바이오
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MS, 구글 이어 첫 양자컴퓨팅 칩 공개⋯수년내 AI 학습속도 100배
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[신소재 신기술(152)] 옥스포드대 연구진, 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 순간이동 성공
- 옥스포드 대학교 물리학과 연구진이 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 텔레포테이션(Teleportation·양자 순간이동)에 성공해 양자 기술 확장 가능성을 입증했다. 이번 연구는 2m 거리의 실험실 환경에서 진행됐지만, 양자 상태를 연결된 시스템의 '인터넷'을 통해 텔레포트함으로써 양자 모듈을 분산시키는 것이 가능하다는 점을 보여줬다. 해당 연구에 대해서는 과학전문 매체 사이언스 얼럿과 독립매체 인디펜던트 등이 심층 보도했다. 옥스포드 측은 연구팀이 광자 네트워크 인터스페이스를 사용해 두 개의 별도 양자 프로세서를 성공적으로 연결해 단일의 완전히 연결된 양자 컴퓨팅을 형성해 이전에 도달할 수 없었던 계산적 과제를 해결하는 길을 열었다고 평가했다. 양자 순간이동은 얽힘을 이용해 양자 정보를 장거리에 걸쳐 즉시 전송하는 기술이다. 즉 양자 순간이동은 양자역학적 현상으로, 측정 과정을 통해 특정 상태를 확정하기 전까지 여러 특성이 중첩된 상태로 존재하는 양자 특성을 이용한다. 얽힘(entanglement)이라는 과정을 통해 여러 양자의 중첩 상태를 결합한 후, 특정 양자에 대한 측정을 통해 얻은 정보를 바탕으로 다른 얽힌 양자를 원래 양자와 동일한 상태로 변화시키는 방식으로 순간이동이 이루어진다. 이번 실험에서 연구진은 양자 순간이동을 통해 물리적으로 분산된 시스템 간의 상호작용을 생성하는 데 성공했다. 기존의 양자 순간이동 연구는 물리적으로 분리된 시스템 간의 양자 상태 전송에 초점을 맞추었다. 즉 이전에는 큐비트를 이동하지 않고 한 위치에서 다른 위치로 데이터를 전송했다. 이번에 처음으로 네트워크 링크를 통해 논리 게이트(알고리즘의 최소 구성 요소)의 양자 순간이동을 처음으로 시연한 것이다. 옥스포드 대학교는 이전에도 양자 순간이동이 가능했지만, 이번 연구는 네트워크 링크에서 논리 게이트의 양자 순간이동을 최초로 입증한 것이라고 평가했다. 연구진은 이를 통해 멀리 떨어져있는 프로세서가 통신, 계산, 센싱을 의한 매우 안전한 네트워크를 형성할 수 있는 미래의 '양자 인터넷' 을 위한 토대를 마련할 수 있다고 말했다. 연구 책임자인 물리학부의 더갈 메인(Dougal Main) 박사는 "이전의 양자 순간 이동 시연은 물리적으로 분리된 시스템 간에 양자 상태를 전송하는 데 중점을 두었다. 우리 연구에서는 양자 순간이동을 사용하여 멀리 떨어진 시스템 간의 상호 작용을 생성한다. 이러한 상호 작용을 신중하게 조정함으로써, 우리는 양자 컴퓨팅의 기본 연산인 논리적 양자 게이트를 별도의 양자 컴퓨터에 저장된 큐비트 사이에서 수행할 수 있다. 이 획기적인 발견을 통해 우리는 서로 다른 양자 프로세서를 효과적으로 연결해 완전히 연결된 단일 양자 컴퓨터를 만들 수 있다"고 설명했다. 일반 컴퓨터가 0과 1의 이진법을 사용하는 것과 달리 양자 컴퓨터는 큐비트(qubit)라는 양자 정보 단위를 사용해 복잡한 계산을 수행한다. 큐비트는 일반적으로 전하를 띤 원자와 같은 미시적 입자의 특성으로 표현된다. 양자 컴퓨터의 실용화를 위해서는 수백, 수천 개의 입자를 얽히게 해야 하는데, 이는 오류 수정 과정이나 외부 간섭을 차단하는 기술이 필요하다. 소규모 프로세서들을 네트워크로 연결하여 양자 슈퍼컴퓨터를 구축하는 것도 한 가지 해결책이지만, 양자 정보를 빛의 파동 형태로 전송하는 경우 정보 손실의 위험이 존재한다. 순간이동은 기존 방식의 이진 데이터를 통해 측정값을 전달받는다. 이후 수신 측에서 얽힌 입자를 조작하여 원래 입자와 동일한 상태로 만든다. 이번 옥스포드 대학교 실험에서 텔레포트된 스핀 상태의 양자 중첩은 원래 상태와 86% 일치했으며, 이는 두 양자 프로세서에서 71%의 효율로 그로버 알고리즘(Grover algoritum)으로 알려진 간단한 연산의 논리 게이트 역할을 하기에 충분한 수치였다. 연구진은 "광자 링크를 사용하여 모듈을 상호 연결함으로써 시스템의 유연성을 확보하여 전체 아키텍처를 방해하지 않고 모듈을 업그레이드하거나 교체할 수 있다"고 설명했다. 양자 네트워크 재구성이 가능하다는 것은 양자 기술의 응용 분야를 다양화하여 컴퓨터 네트워크를 가장 기본적인 수준에서 물리학을 측정하고 테스트할 수 있는 도구로 전환할 수 있음을 의미한다. 인디펜던트는 연구팀은 또한 이미 이용 가능한 기술을 사용해 양자 시스템을 구축하고 확장할 수 있음을 보여줬다고 짚었다. 이번 연구 결과는 '광 네트워크를 통한 분산 양자 컴퓨팅'이라는 제목으로 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 영국 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 허브의 수석 과학자이자 연구팀의 수석 연구원인 데이비드 루카스 교수는 "저희 실험은 네트워크 분산 양자 정보 처리가 현재 기술로 가능하다는 것을 보여준다. 양자 컴퓨터를 확장하는 것은 앞으로 몇 년 동안 새로운 물리학적 통찰력과 집중적인 엔지니어링 노력이 필요할 것으로 예상되는 어려운 기술적 과제로 남아 있다"고 말했다.
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[신소재 신기술(152)] 옥스포드대 연구진, 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 순간이동 성공
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[글로벌 핫이슈] xAI, 60억 달러 투자 유치"엔비디아와 함께하게 되어 영광"
- 일론 머스크의 인공지능(AI) 스타트업 xAI가 최근 시리즈 C 투자 라운드에서 60억 달러(약 8조 7900억 원)를 유치했다. 이번 투자에는 안드레센 호로위츠(A16Z), 블랙록, 피델리티 매니지먼트 & 리서치 컴퍼니, 킹덤 홀딩스, 모건스탠리, 세쿼이아 캐피탈 등 글로벌 투자 기업들이 대거 참여했다. 특히, 엔비디아와 AMD는 전략적 투자자로 참여해 xAI의 인프라 확장을 적극 지원할 예정이다. 이는 xAI가 단순한 AI 스타트업이 아닌, 거대 테크 기업들과 어깨를 나란히 하는 주요 플레이어로 성장했음을 시사한다. 머스크는 자신의 소셜미디어 X(구 트위터)를 통해 "엔비디아가 투자자로 함께하게 되어 영광이다"라고 밝혔다. 그의 발언은 단순한 감사 인사를 넘어, 엔비디아의 GPU 기술력이 xAI의 AI 개발에 얼마나 중요한지를 보여준다. xAI는 시리즈 B 투자 라운드 이후 빠르게 성장하고 있으며, 세계 최대 AI 슈퍼컴퓨터 '콜로서스(Colossus)'를 10만 개의 엔비디아 호퍼(Hopper) GPU로 구축했다. 향후 GPU 수를 20만 개로 두 배 확대할 계획이다. 콜로서스는 xAI가 그록과 같은 고성능 AI 모델을 학습하고 개발하는 데 필요한 막대한 컴퓨팅 파워를 제공할 것이다. xAI는 현재 AI 언어 모델 '그록 3(Grok 3)'을 학습 중이며, 이를 통해 소비자 및 기업용 혁신 제품을 출시할 예정이다. 그록은 X 플랫폼과의 연동을 통해 실시간 정보를 반영하는 차세대 AI 언어 모델로, 기존 모델들과 차별화된 경쟁력을 가질 것으로 예상된다. [미니해설] '막대한 자금 확보' xAI, '콜로서스'로 오픈AI·앤스로픽에 도전장 일론 머스크의 인공지능 스타트업 xAI가 60억 달러(약 8조 7900억 원)라는 대규모 자금을 유치하며 AI 경쟁에 본격적으로 뛰어들 준비를 마쳤다. 이번 시리즈 C 투자 라운드는 안드레센 호로위츠(A16Z), 블랙록, 피델리티, 모건스탠리 등 주요 글로벌 금융 및 기술 기업들이 참여해 눈길을 끌었다. 특히 엔비디아와 AMD가 전략적 투자자로 참여했다는 점은 xAI의 성장 가능성을 높이 평가하고, 미래 AI 시장에서의 주도권 확보를 위한 전략적 협력 관계를 구축했다는 점을 시사한다. 머스크는 X를 통해 엔비디아의 투자를 환영하며 "엔비디아가 투자자로 함께하게 되어 영광"이라고 밝혔다. 이는 xAI가 고성능 GPU를 기반으로 하는 AI 모델 개발에 집중하고 있으며, 엔비디아와의 협력을 통해 콜로서스와 같은 강력한 AI 인프라를 구축하고 있음을 보여준다. xAI는 5월 시리즈 B 투자 라운드에서 60억 달러(약 8조 7900억 원)를 유치해 240억 달러(약 35조 1700억 원)의 기업 가치를 기록했다. 이후 11월 월스트리트저널의 보도에 따르면, xAI는 500억 달러(약 73조 2900억 원)의 기업 가치로 추가로 50억 달러(약 7조 3290억 원)를 유치할 계획이었으나, 최종적으로는 60억 달러(약 8조 7900억 원)로 규모를 늘렸다. 이번 투자 라운드에서 기업 가치는 명확히 공개되지 않았지만, 업계에서는 xAI의 기업 가치가 500억 달러(약 73조 2900억 원)를 초과할 것으로 추정하고 있다. '콜로서스'로 AI 슈퍼컴퓨팅 경쟁 가열 xAI가 자랑하는 가장 큰 기술적 성과 중 하나는 바로 '콜로서스(Colossus)'다. 콜로서스는 10만 개의 엔비디아 호퍼(Hopper) GPU로 구동되며, 불과 122일 만에 완전 가동 상태에 도달했다. xAI는 이 GPU 수를 20만 개로 두 배 확장할 계획을 발표했다. 콜로서스는 xAI가 AI 모델 학습에 필요한 막대한 데이터를 처리하고, 복잡한 AI 알고리즘을 실행하는 데 필수적인 인프라다. 이는 xAI가 오픈AI, 구글 등 경쟁사들과의 기술 경쟁에서 우위를 점하기 위한 핵심 전략으로 해석된다. '그록 3'으로 차세대 AI 언어 모델 선점 노려 xAI는 현재 '그록 3(Grok 3)'을 학습 중이다. 그록은 X에서 실시간으로 정보를 검색하고 응답하는 언어 모델로, 머스크는 이를 "실시간 정보를 기반으로 하는 최첨단 추론 모델"이라고 설명했다. xAI는 그록을 통해 기존 AI 언어 모델의 한계를 뛰어넘어, 실시간 정보를 반영한 정확하고 신뢰도 높은 답변을 제공하고자 한다. 이는 검색 엔진, 챗봇, 콘텐츠 제작 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 잠재력이 있다. 그록 2는 현재 X 플랫폼에서 활발히 사용되고 있으며, 이미지를 생성하는 '오로라(Aurora)' 모델도 함께 제공된다. 개발자들이 그록 기반의 애플리케이션을 쉽게 개발할 수 있도록 API도 공개됐다. xAI는 이처럼 다양한 AI 모델과 개발 도구를 제공함으로써 AI 생태계 확장을 주도하고, 개발자 커뮤니티를 활성화하려는 전략을 펼치고 있다. AI 기술, 인류를 위한 혁신 이끌어낼까 xAI는 투자 라운드 블로그 게시물에서 "그록과 콜로서스, 그리고 X의 힘을 바탕으로 새로운 소비자 및 기업 제품을 출시해 삶과 일, 그리고 여가를 혁신할 것"이라고 밝혔다. xAI는 단순히 기술 개발에 그치지 않고, AI 기술을 통해 인간의 삶을 개선하고 사회에 긍정적인 영향을 미치는 것을 목표로 한다. 또한, xAI는 "우주의 진정한 본질을 이해한다는 미션"을 강조하며, AI 기술이 인류에 최대한 유익하게 작용하도록 연구를 지속할 것이라고 전했다. 이는 xAI가 AI 기술 개발에 있어 윤리적 책임과 사회적 영향력을 중요하게 생각하고 있음을 보여준다.
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[글로벌 핫이슈] xAI, 60억 달러 투자 유치"엔비디아와 함께하게 되어 영광"
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[윌로우 양자 혁명의 시작(7·끝)] 윌로우, 양자 도약과 인류의 미래⋯기술 철학의 새로운 미래를 열다
- 양자 컴퓨터는 이제 공상 과학이 아닌 현실이다. 구글이 개발한 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 계산 능력의 한계를 넘어 새로운 가능성의 문을 열었다. 하지만 기술의 발전은 단순히 효율성과 성능의 문제로 끝나지 않는다. 윌로우는 인간의 윤리와 사회적 책임, 기술과 철학의 경계선에서 중요한 질문을 던지고 있다. 이번 회에서는 윌로우가 인류의 미래에 제시하는 철학적·사회적 의미를 탐구하며, 기술의 진정한 의미를 되짚어본다. [편집자 주] 자연의 언어를 읽다…양자역학의 운영체제 양자 컴퓨팅은 자연의 언어, 즉 양자역학을 기반으로 작동한다. 고전 컴퓨터가 0과 1의 이진법으로 정보를 처리한다면, 양자 컴퓨터는 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement)을 활용하여 훨씬 더 많은 정보를 동시에 처리할 수 있다. 윌로우는 오늘날 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 중 하나가 10의 25제곱년 걸리는 계산을 5분 이내에 수행했다. 10의 25제곱년은 글로 표현하면 10,000,000,000,000,000,000,000,000년이다. 이 엄청난 숫자는 물리학에서 알려진 시간 척도를 넘어 우주의 나이를 크게 넘어선다. 이처럼 윌로우는 인간이 과거에는 상상조차 하지 못했던 문제를 해결할 수 있는 능력을 제공하지만 이와 동시에 윤리적 문제를 동반한다. 양자 컴퓨터가 기존 암호학 기술을 무력화하는 것처럼, 윌로우의 기술은 오용될 경우 사회적 갈등을 유발하거나 개인의 프라이버시를 침해할 가능성이 있다. 양자 컴퓨터는 RSA, ECC와 같은 기존 암호 체계를 빠르게 해독할 수 있다. 이로 인해 양자 내성 암호(Quantum-Resistant Crystography) 개발이 중요해 지고 있다. 아울러 양자 컴퓨팅 기술과 함께 양자 암호학(QKD)을 활용해 해킹에 강한 통신 네트워크 구축이 가능하다. 이처 양자 기술의 발전에는 책임감 있는 사용과 윤리적 가이드라인이 필수적이다. 기술의 목적이 무엇인지, 그리고 이를 통해 어떤 가치를 실현할 것인지에 대한 사회적 논의가 필요하다. 신약 개발 등 첨단 기술 앞당겨 양자 컴퓨터는 분자의 복잡한 상호작용을 시뮬레이션할 수 있어 신약 개발 시간을 단축하고 성공률을 높일 수 있다. 아울러 방대한 유전체 데이터를 효율적으로 분석하여 맞춤형 치료제 개발에 기여할 수 있다. 양자 시뮬레이션을 통해 신소재 개발에 기여할 수 있다. 예를 들어 초전도체나 고성능 배터리 소재 등 새로운 물질의 특성을 정확히 예측하고 최적화된 재료를 설계할 수 있다. 양자 컴퓨터는 기존의 머신러닝 알고리즘보다 더 빠르고 효율적으로 대규모 데이터를 설계할 수 있다. 그로 인해 데이터 분류, 클러스터링, 강화 학습 등에서 혁신적인 성능을 발휘할 수 있다. 금융 시장에서 복잡한 위험 요소를 더 정밀하게 분석해 투자 전략을 최적화할 수 있다. 양자 알고리즘을 활용해 금융 데이터의 패턴을 더 정교하게 분석하고 시장 예측력을 높일 수 있다. 아울러 기후 변화의 다양한 변수를 빠르게 분석해 더 정교한 모델을 제공할 수 있다. 국방 및 안보 분야에서 방대한 정보를 빠르게 분석해 전략적 의사 결정을 할 수 있다. 기존 레이더보다 월씬 더 정교하고 감지 능력이 뛰어난 시스템 개발이 가능하다. 그밖에 우주선의 최적 항로를 계산해 연료를 절약하고 탐사 효율을 극대화하며, 복잡한 천체 물리학 문제를 더 정확하게 해결할 수 있다. 이처럼 양자 컴퓨팅은 현재 초기 단계에 있지만 앞으로 기술이 성숙함에 따라 더 다양한 산업에서 응용될 가능성이 크다. 협력과 공유 통한 기술의 민주화 구글 퀀텀 AI는 윌로우의 기술을 독점하지 않고, 오픈소스 소프트웨어와 교육 자료를 통해 전 세계 연구자들과 공유하고 있다. 이러한 협력적 접근은 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고, 기술 발전의 혜택을 전 세계적으로 분배하는 데 기여한다. 이는 기술 민주화의 본보기가 될 수 있으며, 기술 발전이 일부 계층이나 국가에만 국한되지 않도록 하는 중요한 사례로 평가받고 있다. 기술과 철학, 새로운 질문을 던지다 윌로우는 단순히 계산 속도를 높이는 도구가 아니라, 인간 존재와 기술의 관계에 대한 새로운 질문을 던진다. 기술이 인간의 한계를 초월할 때, 우리는 무엇을 추구해야 할까? 기술 발전이 인류의 이익을 넘어선 순간, 우리는 어떤 선택을 해야 할까? 이러한 질문은 단지 과학자나 기술 전문가들만의 것이 아니다. 사회 전체가 윌로우와 같은 기술이 가져올 변화를 논의하고, 이를 바람직한 방향으로 이끌어야 한다. 미래를 여는 윌로우, 새로운 시작의 문을 열다 윌로우는 단순한 양자 컴퓨팅 칩이 아니다. 이는 기술과 윤리, 사회적 책임과 인간의 한계를 넘어 새로운 미래를 열어가는 첫걸음이다. 의약품 개발, 기후 변화 대응, 에너지 혁신 등 다양한 분야에서 윌로우는 인류가 직면한 난제를 해결할 수 있는 도구로 자리잡고 있다. 하지만 그와 동시에 윌로우는 우리에게 기술의 본질과 목표에 대해 다시금 생각해보게 만든다. 양자 컴퓨팅은 이제 막 시작됐다. 그리고 그 여정은 인간의 창의성과 협력을 바탕으로 계속 이어질 것이다. <윌로우, 양자 혁명의 시작> 시리즈는 양자 컴퓨팅 기술의 선두 주자인 윌로우를 통해, 기술이 인간과 사회에 미치는 영향과 가능성을 탐구하는 여정을 담아냈다. 구글의 윌로우가 열어갈 새로운 세계는 단순히 기술 혁신을 넘어, 인간 존재의 의미와 미래를 재정의하는 데 기여할 것이다. 이제 윌로우는 우리 모두에게 새로운 가능성의 문을 활짝 열어 보이고 있다.
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[윌로우 양자 혁명의 시작(7·끝)] 윌로우, 양자 도약과 인류의 미래⋯기술 철학의 새로운 미래를 열다
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(4)] 윌로우, 암호화 기술의 미래를 뒤흔들다
- 구글의 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 기존 컴퓨터의 한계를 넘어선 연산 능력으로 주목받고 있다. 특히 윌로우의 성능은 전통적인 암호화 기술, 특히 RSA 암호화의 안전성에 심각한 도전장을 내밀고 있다. 이번 회에서는 윌로우가 암호화 기술에 미칠 영향을 분석하고, 양자 컴퓨팅 시대에 새로운 보안 패러다임이 요구되는 이유를 살펴본다. [편집자 주] RSA 암호화의 위기: 양자 컴퓨팅의 강력한 도전 현재 인터넷 보안의 핵심 기술인 RSA(비대칭 키 암호화 알고리즘) 암호화는 소수의 곱을 기반으로 한 암호 체계다. 이 체계는 소인수분해의 난해함에 의존해 높은 안전성을 보장하지만, 양자 컴퓨터가 등장하면서 이 방어벽이 무너지기 시작했다. 1944년 피터 쇼어는 '쇼어 알고리즘'을 통해 양자 컴퓨터가 충분히 발전하면 RSA 암호화를 빠르게 해독할 수 있음을 이론적으로 증명했다. 윌로우와 같은 양자 컴퓨팅 칩이 점점 현실화되면서 RSA 암호화는 더 이상 난공불락이 아니다. 구글의 최신 연구 결과에 따르면, 충분한 큐비트를 갖춘 양자 컴퓨터는 기존 암호화 체계를 단 몇 시간 안에 무력화할 수 있다. 양자 내성 암호: 새로운 방패의 등장 이러한 위협에 대응하기 위해 '양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)'가 개발되고 있다. PQC는 양자 컴퓨터가 RSA 암호를 무력화하더라도 안전성을 유지할 수 있는 새로운 알고리즘이다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 2022년 양자 내성 암호의 표준화를 위한 4가지 알고리즘을 선정했으며, 이는 향후 인터넷 보안의 새로운 기준이 될 가능성이 높다. 구글 역시 윌로우를 활용한 보안 실험에서 PQC 알고리즘을 검증하며, 새로운 보안 체계를 구축하기 위한 연구를 이어가고 있다. 양자 오류 정정: 신뢰할 수 있는 컴퓨팅의 열쇠 랜덤 회로 샘플링(RCS) 실험에서 윌로우는 기존 슈퍼컴퓨터가 10해년(10septillion·10의 25제곱 년) 걸리는 계산을 단 5분 만에 완료하며 압도적인 성능을 입증했다. 양자 컴퓨터가 RSA 암호화를 위협하는 만큼, 자체적인 신뢰성과 안정성 확보도 중요한 과제로 남아 있다. 큐비트는 외부 환경에 민감해 오류가 발생하기 쉬운데, 구글의 윌로우는 양자 오류 정정(Quantum Error Correction, QEC) 기술을 통해 이 문제를 획기적으로 개선했다. 구글 퀀텀 AI 연구팀은 윌로우를 통해 큐비트를 3x3, 5x5, 7x7 배열로 확장하며 오류율을 단계적으로 줄이는 데 성공했다. 이는 "기준점 이하(below threshold)" 상태를 달성한 최초의 사례로, 양자 컴퓨팅의 상용화 가능성을 크게 높였다. 보안 기술의 패러다임 변화 암호화 기술의 변화는 단순히 기술적 도전 과제를 넘어, 사회 전반에 걸쳐 큰 영향을 미칠 것이다. 기존의 RSA와 같은 고전적 암호 체계가 무력화된다면, 금융, 의료, 국방 등 다양한 분야에서 새로운 보안 시스템을 빠르게 구축해야 한다. 이는 단순한 기술 혁신이 아니라 정책적, 윤리적 대응을 포함한 포괄적인 대응이 필요함을 의미한다. 양자 컴퓨팅 시대, 신뢰와 책임의 필요성 구글의 윌로우는 암호화 기술의 패러다임을 뒤흔드는 동시에, 기술 발전이 가져올 윤리적 책임과 사회적 영향을 진지하게 고민하게 만든다. 윌로우는 단순히 기존 체계를 무너뜨리는 도구가 아니라, 신뢰할 수 있는 컴퓨팅 환경을 제공하고, 새로운 보안 표준을 수립하는 데 기여할 것이다. 다음 회에서는 윌로우의 혁신적인 양자 이류 정정 기술과 이를 통해 이루어진 실질적인 성과를 자세히 다룬다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(5)]에서 이어진다.
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(4)] 윌로우, 암호화 기술의 미래를 뒤흔들다
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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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- IT/바이오
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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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- 포커스온
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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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구글, AI 날씨 및 기후 모델 정확도 향상
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