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성공적 4차 산업 혁명과 미래기술 습득의 조건,

손원민 (편집보도위원회 부위원장/서강대학교 물리학과 교수)

[손원민 교수] 성공적 4차 산업 혁명과 미래기술 습득의 조건

By 관리자 2021년 2월 8일

2019년 말 시작된 Covid19 전염병 사태는 이제 해를 넘겨 이미 장기화 국면에 들어섰고 그렇게 지루한 시간은 1년을 넘어서고 있다. 때마침 유의한 백신이 개발되었고 그 공급이 시작되어 그나마 전염병 사태의 끝을 예상할 수 있게 된 점은 다행이라 생각된다. 그 와중에 우리 사회에는 급격한 많은 변화를 겪었고 앞으로도 그에 따른 후 폭풍은 한동안 계속될 것으로 예상된다.

사회적 거리 두기의 실천으로 인한 사회 전반적의 문화의 변화가 초래되었고 이로 인해 중소 상인들의 생업은 큰 타격을 입었다. 이와 함께 시중에는 큰 자금 유동성이 발생하였다. 여러 차례 지원된 재난 지원금과 함께 시중에는 유동 자금이 증가하여 주식이나 부동산 시장의 급격한 변동을 초래 되였다. 그러한 변동은 이전에 쉽게 경험하지 못한 일들을 종종 목격할 수 있게 한다. 일례로 최근 미국 “게임스탑” 회사의 주식가치가 보여준 짧은 기간 갑작스런 요동이 있다. 이는 갖가지 요소에 의해 영향을 받는 미래가치에 대한 예측이나 관련 정책의 실효성의 확인이 쉽지 않다는 점을 잘 보여주고 있다. 이와 함께 위 예는4차산업 혁명이 견인하는 사회구조변화 역시 우리의 유의미한 발전을 자동적으로 담보하지 않는다는 점을 시사하기도 한다.

인공지능이나 자율주행기술 등으로 대표되는 여러가지 미래 정보산업 관련 신기술의 발전에 있어서도 그에 내재되어 있는 여러가지 다양한 기술 외적 요소들이 관련 기술의 중요한 일부분이라는 점은 잘 알려져 있다. 그러한 요소들이 효과적으로 잘 정리 되었을 때 만이 유의미한 기술적 진보가 이루어질 수 있다. 특히 기술 발전을 이루는데 있어서 단순한 규제나 막연한 기대에 의존하는 것이 아닌 정교한 방식으로 기술 적용범위 한정 짓고 습득 기술의 응용 분야를 명확히 하는 일은 매우 중요하다. 또한 주어진 기술의 한계와 위험성까지도 정확히 파악하여 관련 기술을 개발하고 필요한 곳에 그 기술을 적용하는 정교한 작업이 미래 기술의 습득에는 중요한 요소로 작용한다.

몇 주전 영국에서는 1500억원 규모의 양자정보기술 컨소시엄의 2단계 기술개발 계획이 전격적으로 공지되었다. 앞서 진행된 지난 4년간(2017~2020)의 1단계 기술개발 사업을 통해 수십 큐빗 규모의 양자 상태 제어가 성공적으로 달성 되었음을 선언한 이후 일이다. 이번2021년에 시작하는 프로그램에서는 한 단계 더 나아가 100 큐빗 이상 규모의 양자상태 제어를 향후 5년간의 연구개발의 목표로 설정하였고 관련기술을 습득을 위한 계획을 발표하였다. 물론 미국, 중국, 유럽연합 같은 다른 국가들도 비슷한 일들을 진행하고 있지만, 영국의 경우 국가차원의 명확한 기술 목표설정과 연구 협력체계 확립을 통한 짜임새 있는 점진적 기술 발전 노력이 돋보인다.

우리도 최근 미래과학기술과 관련된 몇몇 분야에서 큰 규모의 연구개발 투자계획을 분야별로 발표하고 시행에 들어간 바 있다. 인공지능이나 기계 학습과 같은 분야가 그렇고 이제 막 시작한 양자정보통신 분야도 마찬가지이다. 거기에 구체적 내용들은 살펴 보았을 때 아직 궤도에 올랐다고 이야기하기에 부족한 부분이 많이 있다. 정교한 방식으로 현실적 상황을 잘 반영이 계획이 이루어졌는지 의문이 드는 부분이 있다. 짜임새 있는 단계적 기술개발을 위한 제반 여건의 형성도 아직은 여전히 숙제로 남아있다. 현대 미래기술관련 연구개발이 단순히 돈을 투자하면 그만이라는 생각만으로는 부족하다. 그러한 방식으로 유의미한 결과가 나오지 않을 가능성도 크다. 유의미한 미래 기술개발을 위한 토대 마련에 기반을 닦고 그 위에 필요한 기술들을 단계적으로 축적해 나갈 때 비로소 유의미한 진전을 이룰 수 있다. 우리는 새로운 시도를 통해 전진하는 쉽지 않은 길을 가야만 한다.

[손원민 교수] COVID19로 인해 예상되는 미래 변화와 과학기술

By 관리자 2020년 6월 3일ShareTweetGoogle+

COVID19에 의한 감염병이 우리의 일상을 지배하는 시간이 계속되고 있다. 지난 2월 중국에서 시작되어 한국에 상륙한 전염병 소식은 3월과 4월 내내 우리 모두를 불안하게 하였고 많은 일상을 바꾸었다. 이후 5월 들어 국내에서 그 확산세가 조금 잠잠해졌지만 해외에서는 기세가 계속되었다. 최근 국내에서는 사회적 거리두기 완화가 시작되기 무섭게 확진 자의 수가 다시 늘고 감염의 산발적 발발로 인해 미래는 계속 불투명하게 되고 있다.

어느 외국 경제컨설팅 업체의 전망에 의하면 COVID19 영향으로 인한 사회적 변화는 지속적이며 비가역적이 될 것이라 한다. 그 변화의 경향성은 세 가지로 요약될 수 있다. 첫 번째는 경제구조의 변화이고 두 번째는 인구이동의 감소이며 마지막은 정보통신의 강화이다.

첫 번째 변화는 경제 구조의 변화이다. 여기서 놀라운 점은 그 변화의 체감속도가 이전 어떤 변화 와도 비교될 수 없이 빠르게 진행된다는 점이다. 감염 병 확산으로 인해 많은 소비 활동은 위축되고 통상적 경제 구조가 부채에 의존하는 방식으로 빠르게 변화되고 있다. 그러한 변화는 예측과 동시에 현실로 다가왔다.

이미 우리나라 모든 국민은 긴급재난구조 기금을 수혜 받은 바 있다. 아직 많은 사람에게 있어서 그러한 국가 지원이 자신의 미래소득을 담보로 하는 부채라는 사실을 널리 인식되고 있지는 않는 것 같다. 앞으로도 비슷한 일은 반복적으로 일어날 것이다. 미래를 담보로 하여 부채를 늘리는 일, 이는 우리 앞날의 불확실성을 증가시키는 일이다. 현 구조에서 불확실성의 증대는 전체적 발전의 건전성이 악화될 수 있다는 점이 우려된다. 우리의 경제 규모가 떠안을 수 없을 정도의 부채가 양산되는 일은 피하고 감당할 수 있는 수준의 올바른 미래 자산을 사용하는 일이 필요해 보인다.

두 번째는 인구의 이동이 제한되어 국가 간 여행이 현저하게 줄어 들고 지역 기반 사회가 형성될 것이라는 점이다. 특히 발병 범위가 전 세계적이라는 점을 감안하면 그러한 변화는 쉽게 피할 수 없어 보인다. 국가의 경계가 없고 보편성을 지향하는 과학 활동의 특성상, 학계 인적교류에 제약은 치명적이다. 여러 연구 분야의 발전이 더뎌 질 것이 우려된다. 벌써 올해 예고했던 많은 학술 회의들이 연기 내지 취소가 결정되었고, 수년 동안 기획되던 많은 계획들도 차질을 빚기 시작했다. 해외 연구자들의 발길이 눈에 띄게 줄었고 유학을 계획했던 많은 학생들의 계획도 수정이 불가피해 보인다. 실험실이나 강의실은 방역 때문에 그 운영에 차질을 빚고 있고 연구결과 발표를 위한 논문 검토 과정들도 눈에 띄게 지연되고 있다.

물론 근거리 교류가 활성화되고 온라인 회의를 통한 연구개발 지속 노력은 계속되고 있다. 하지만 지난 수십 년간 마련된 연구교류의 생태계가 영향을 받는 일은 피할 수 없어 보인다. 여기에 발 빠르면서도 유동적인 대책 마련이 필요하다. 통상적이고 형식적인 대처보다는 과학문화의 본질을 이해하는 방식으로 노력이 이루어진다면 어쩌면 이 부분에 있어서 위기는 기회가 될 수도 있다. 단지 그러한 일을 위해 아직 제도적으로 해결해야 할 일이 많이 있다고 생각한다.

마지막으로 온라인으로 대표되는 정보통신 분야의 활성화이다. 최근 많은 강의나 회의들이 온라인으로 이루어져 데이터 통신 수요가 급증하고 있다. 또한, 동영상 저장이나 이동과 같이 고용량 메모리가 필요한 정보통신 분야의 시장 수요 역시 급증하고 있다. 신약의 개발과 같이 시급한 일과 연관 분야에서는 뛰어난 계산 능력이 필요한 모델링이나 효율적 수치해석의 연구의 필요성이 증대되고 있다. 물론 그 가치는 막대하다. 최근 국가 지도자의 언급을 통해 원격의료와 온라인 강의 같은 활동을 산업화 차원에서 전략적으로 접근되어야 한다는 구체적인 제안이 이루어졌다. 그러한 언급이 시사하는 바는 매우 크다. 통상적으로 정보기술 관한 구체적 해법은 전문가 집단을 통해 이루어지는 것이 보통이며 정부는 그러한 기술요소 언급에 있어 추상적으로 접근하는 것이 일반적이다. 하지만 이번엔 이례적으로 구체적 기술요소의 언급이 이루어지고 있다. 이는, 최근 진행되는 국가 전략산업 방향 설정이 정보통신 및 4차산업기반 연구개발 분야라는 점이 확실해 보인다.

하지만 여기서 주의해야 할 점이 있다. 관련 분야의 지원에 있어 연구개발의 가치를 확실히 해야 한다. 이미 존재하고 있는 상품성 낮은 기술을 부각한다 거나 기술 가치가 낮은 연구개발에 투자를 하는 일은 경계되어야 한다. 오히려 이러한 계기를 통해 기반 기술과 연계될 수 있는 고 부가가치 연구 분야를 장기적인 안목에서 육성해야 한다. 이를 위해서는 효율적이고 과감한 투자를 해야 한다. 이미 우리는 단기적 경제 효과만을 생각하여 비 효율적 대규모 지원을 정부 주도로 진행하였을 때 나타나는 결과물들의 심각한 폐해를 여러 번 경험한 바 있다. 이번 사태를 계기로 우리가 추구해야 할 방향은 기반 기술과 연계된 미래지향적 고도 기술들이며 그러한 체질 개선을 통해서만 예측되는 정보통신 분야에서 의미 있는 자리를 확보할 수 있다고 생각한다.

미국 아마존(Amazon) 한 회사에 근무하는 AI 관련 전문가의 숫자는 우리나라 전체를 통틀어 꼽을 수 있는 관련 분야 전문가 숫자보다 많다고 한다. 이는 우리의 연구지원 체계가 미래를 적절히 예측하여 필요한 기술을 선점하는 방식으로 지원하고 육성하는 효율성이 현저히 떨어진다는 반증이다. 이번 기회에 그러한 악순환의 고리가 차단될 수 있는 계기가 되었으면 한다.

미래가 불확실하다. 그렇다고 확실성이 다 좋다는 것은 아니다. 우리는 수십 년 전 유럽의 산업 경쟁력 약화로 인한 대량해고 사태 시 그들이 취했던 성숙한 대처를 떠올려야 할 때라고 생각한다. 성숙한 사회적 합의를 통한 불확실성의 분산이 많은 부분에서의 역작용을 완화시킬 수 있다. COVID19 사태로 인한 변화를 긍정적으로 받아들이고 실천할 때 비로소 미래가 열린다고 생각한다. 우리 학교에서는 이번 학기는 모든 강의를 온라인 강의로 진행하기로 발표한 바 있다. 계절학기는 어떻게 될 지 모르겠다. 다음 학기 강의가 정상적으로 열리게 될지는 더 더욱 알 수 없다.

그래도 아직 연구실 학생들의 연구 열기가 뜨겁다는 것이 큰 희망으로 다가온다.

물리학과첨단기술 2019년 3월 28권 3호

편집후기

물리학과 첨단기술 편집부로부터 양자컴퓨터와 관련된 특집 기사에 관한 요청을 받았을 때 한편으로는 반가웠지만, 다른 한 편으로는 난감하기도 하였다. 반가웠던 이유는 오래 동안 고민하던 주제를 알릴 기회가 있어서이고, 난감했던 이유는 빠르게 발전하 는 양자컴퓨터 분야를 어느 시점에 어떻게 정리하는 것이 좋을지 하루가 멀게 생각이 바뀌고 있었기 때문이다. 지난 수년간 몇몇 해외 기관들이 쏟아낸 양자컴퓨터 개발 소식은 많은 사람들에게 놀라움을 선사했다. 초전도체를 이용한 양 자 상태 제어가 수십 개 이상의 큐빗에도 가능할 수 있다는 일이 소개된다는 것은 10년 전만 하더라도 쉽게 상상할 수 없는 일이었 다. 더욱이 그러한 양자 프로세서가 일반인에게 공개되어 초보적인 게이트 연산을 원격으로 수행할 수 있도록 제공된 일은 마치 양 자컴퓨터의 시대가 코앞으로 가까이 다가온 것처럼 느끼도록 해준다. 물론 그러한 발전이 초전도 양자 게이트 구현에 국한된 것은 아니다. 광 도파관을 이용하여 구성한 다중 간섭계를 통해 간단 한 양자 게이트를 구현한 일이나 포획 이온 원자의 내부 상태를 원자의 진동모드의 상호작용을 통해 연동시킨 후 양자 게이트를 구 성한 일들도 초전도체 회로의 발전 못지않게 활발히 연구가 되고 있다. 물론 아직까지 그러한 연구 결과가 완벽한 양자 상태의 제어 와 의미 있는 수준의 결맞음성의 유지도 모두 성취한 정도까지 도달한 것은 아니지만, 각각의 양자상태 제어 기술의 발전은 의미 있 는 양자프로세서의 개발이 전혀 불가능한 것은 아닐 수도 있음을 잘 보여주고 있다. 이 시점에서 양자컴퓨터 개발이라고 불릴 수 있는 노력들에 대하여 한 번쯤 정리해 보는 일은 매우 시의적절해 보인다. 또한 갑작스런 원고 청탁에 흔쾌히 응해주신 기고자 분들과 양자컴퓨터 분야에 관심을 가지고 소개할 기회를 주신 편집부 위원들에게 깊 은 감사의 말씀을 전하고자 한다. [책임편집위원 서강대학교 물리학과 교수 손원민 (sonwm71@sogang.ac.kr)]

서강옛집

[내가 기억하는 명강의]김명식 임페리얼칼리지 교수]

작성자 관리자 12-11-27 10:06 조회23,373회 댓글0건

한때는 멋진 강사가 재미난 이야기를 곁들여 가며 어려운 개념을 알려주는 게 명강의라 생각했다. 쉽고 재미있어야 하는 게 명강의 요소임에는 틀림없지만 시간이 지나면서 생각이 바뀌었다. 강의를 듣고 나서 단지 재미있었다는 느낌을 받는다면 굳이 강의를 듣기보다 콘서트나 영화관을 찾는 게 더욱 즐거운 일이 될지 모르기 때문이다.

김명식(80 물리) 교수님을 만난 것은 1993년 가을 학기 모교에서였다. 늘 신기하고 재미있는 일들이 일어나는 곳이었던 연구실을 기웃 거리기 시작한 시절, 양자광학 연구실에는 유난히도 연구와 강의준비에 열을 올리시는 교수님이 계셨다.

1994년 쯤 교수님은 물리학과 교내 세미나에서 ‘누가 슈뢰딩거의 고양이를 죽였을까?’라는 제목의 특강을 하셨다. 맨 처음 들었던 교수님 강의에서 당시 절반 정도 밖에 알아듣지 못했지만, 그 강의를 통해 수 년 동안 물리학을 공부했음에도 내가 얼마나 양자역학에 대해 무지했던가를 알게 됐다. 앞으로 어떤 공부를 하는 게 좋을지 깨닫게 해준 강의 덕분에 20년이 지난 지금도 양자역학문제들로 연구실에서 시름하며 지내고 있다.

올바른 질문으로 누군가의 삶을 바꾸며 오랫동안 누군가의 기억 속에 남게 되는 강의가 명강의다. 그런 점에서 교수님의 강의는 단순히 지식을 알려주는 데 그치지 않고, 질문으로 올바른 문제인식을 깨우쳐 주기에 명강의다. 나아가 성실하게 강의를 준비하시면서도 교수님은 새로운 시각을 던져주시거나 새로운 분야를 참신하게 강의하시는 데도 적극적이시다. 영국에서 물리학의 시각으로 경제 흐름을 읽어내는 ‘Financial Mathematics’ 강의를 하셨을 정도다.

교수님은 여전히 슈뢰딩거의 고양이가 과연 누구 때문에 죽었는지를 연구하고 계신다. 20년전 강의에서는 “열(Temperature)이 슈뢰딩거의 고양이를 죽였다”라고 말씀하셨다. 지금도 같은 생각을 하고 계신지 기회가 되면 여쭙고 싶다.

글 = 손원민(91 물리) 모교 물리학과 교수