여러분, 혹시 인공지능이 그림이나 음악을 만드는 것만 가능하다고 생각하셨나요? 이제 AI는 과학의 최전선, 그것도 우리가 상상하지 못했던 ‘새로운 물질’을 발견하는 놀라운 일을 해내고 있습니다. 최근 미국 MIT 연구진이 AI를 활용해 차세대 양자 소재를 찾아내는 데 성공했다는 소식, 함께 알아볼까요?
기존 AI가 풀지 못한 난제, ‘양자 소재’를 찾다
그동안 구글, 마이크로소프트 같은 거대 기업들은 AI를 이용해 수많은 신소재를 설계해왔어요. 하지만 ‘양자 스핀 액체’ 같은 특수한 양자 물질을 찾아내는 데는 한계가 있었습니다. 양자 스핀 액체는 오류에 강한 차세대 양자컴퓨터의 핵심 소재지만, 10년이 넘는 연구에도 불구하고 겨우 10여 개의 후보 물질만 발견된 상태였죠.
왜 이렇게 어려울까요? 일반적인 물질과는 달리, 양자 소재는 원자들이 매우 특정한 규칙에 따라 배열되어야만 특별한 양자 특성을 띠기 때문입니다. 마치 수많은 레고 조각들 중에서 특정 모양의 블록들만 찾아내 완벽한 구조를 만들어야 하는 것과 같았죠.
‘싸이젠’ AI, 규칙에 따라 소재를 뚝딱!
이 난제를 해결하기 위해 MIT 연구진은 **‘싸이젠(SCIGEN)’**이라는 새로운 AI 기법을 개발했어요. 싸이젠은 기존 AI와 달리, 물질을 무작위로 만드는 것이 아니라 ‘설계 규칙‘을 미리 입력해줍니다. 예를 들면, 삼각형이 겹쳐진 ‘카고메 격자’나 서로 다른 다각형이 배열된 ‘아르키메데스 격자’처럼, 양자 특성이 나타나기 유리한 원자 배열 구조를 강제로 적용하는 거죠.
싸이젠은 이 규칙을 바탕으로 수백만 개의 후보 물질을 생성했고, 연구진은 이 중 2만 6천 개를 선별해 슈퍼컴퓨터로 정밀 시뮬레이션을 돌렸습니다. 그 결과, 놀랍게도 이전에 발견되지 않았던 두 가지 새로운 화합물을 찾아냈고, AI의 예측대로 독특한 양자적 성질을 보이는 것을 확인했어요.
단 하나의 ‘최고의 물질’이 세상을 바꾼다
이번 연구를 이끈 밍다 리 교수는 “거대 기업들의 모델은 안정적인 소재를 만드는 데 초점을 맞추지만, 세상을 바꾸려면 수천만 개가 아니라 단 하나의 뛰어난 물질이면 충분하다”며 연구의 의미를 강조했습니다.
실제로 이번 성과는 양자 컴퓨터용 신소재 개발 속도를 획기적으로 높일 것으로 기대됩니다. 기존에는 수십 년이 걸릴 실험 과정을 AI가 단 몇 년으로 단축해 수많은 후보를 제시해주면, 과학자들은 가능성이 높은 물질만 골라내 실제 실험을 진행할 수 있기 때문이죠.
AI는 이제 더 이상 그림만 그리는 존재가 아닙니다. 인류가 미처 발견하지 못한 새로운 세계를 열어줄 강력한 ‘과학 도구’로 진화하고 있습니다. 앞으로 AI가 찾아낼 놀라운 발견들이 기대되지 않으신가요?
