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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 올해 노벨물리학상 제라르 무루 교수와의 추억

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나의 지도 교수, 그리고 올해 노밸물리학상 수상자 제라르 무루 교수

올해 노벨 물리학상 수상자로 아서 애슈킨 미국 벨연구소 박사, 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 선정됐다. 이 소식을 접하고 나는 깜짝 놀랐다.

공동 수상자 가운데 한 사람인 제라르 무루(Gerard Mourou) 교수가 바로 필자의 박사학위 지도 교수이기 때문이다. 약 10년 전부터 후보라는 소식은 들었으나 막상 발표되고 나니 한편 놀라기도 하고, 또한 반갑고 영광스럽기도 하다. 약 30년 전의 추억이 떠올랐다. 

      김정호 KAIST 교수

제라르 무루 교수 팀은 극초단 펄스 레이저를 처음 개발하고 그 용용 분야를 개척했다. 그 팀이 개발한 레이저는 매우 짧은 시간을 갖는 펼스(Pulse) 레이저인데, 그 펄스의 크기가 팸토초 정도의 시간 단위의 크기이다. 그 레이저 펄스의 주기는 약 100MHz 정도 인데 그 이유는 레이저 공진기 거울간의 거리를 빛이 왕복하는 시간이 결정하기 때문이다. 레이저 펄스의 크기가 팸토초 크기라면, 그 시간은 놀랍게도 1000 조 분이 1초이다. 그 짧은 시간은 자연계에 존재하는 한계 시간이고 거의 ‘0’ 의 시간이라도 할 수 있다. 대부분의 자연계 현상이 정지한 시간이다.

그 펨토초 시간은 빛이 광속으로 전파하더라도 1 마이크로미터(백만 분의 1 미터) 밖에 전진하지 못하는 순간 정지의 시간이다. 이 시간은 광속의 빛도 정지한 시간이다. 이처럼 펨토초 레이저를 이용해서 빛도 정지한 이 시간대에 일어나는 다양한 물리, 화학 현상을 탐구할 수 있었다. 정지된 시간과 빛의 세계를 탐험할 기회를 제공한 셈이다. 전자, 원자, 분자도 정지시킬 수 있다. 이처럼 제라르 무루 교수는 자연과학과 공학의 신세계를 최초로 열었다고 본다. 그가 펨토초 레이저 연구를 제일 처음 시작했고, 30년 이상 지속적으로 꾸준히 진행했다. 그래서 노벨상을 받았다.

1980년대 제라리 무루 교수와 그 제자가 펨토초 레이저를 이용해 실험을 하고 있다. [출처: 로체스터 대학]

빛의 속도와 경쟁하는 피코초 반도체

한편 필자는 박사 학위 연구에서 이러한 펨토초 레이저를 이용해서 고속 반도체 소자의 특성을 측정하는 방법을 개발했다. 자연계에 머문 극한의 시간 기술을 공학과 접목해 기존의 전자 계측기로 측정할 수 없었던 펨토초 영역의 고속 반도체 현상을 측정할 수 있었다. 특히 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 영상을 영화 같이 찍을 수 있었다.

예를 들어, 우리가 영화를 만드는데 1초에 24장 정도의 사진을 찍고, 그것을 연속으로 보여주면 동영상이 된다. 그 때 영화 필름 속의 사진은 24분의 1초마다 1장씩 찍게 된다. 마찬가지로 펨토초 단위로 반도체 위에 전자파를 발생시키고, 그 전자파의 각종 현상을 영화처럼 측정한다.

발생 시간과 측정 시간을 팸초토 차이를 주면서 영상을 계속 얻는다. 그 시간 차이는 거울을 이용해 빛이 전파하는 시간으로 조절해서 달리한다. 거울을 1마이크로미터(1 백만 분의 1 미터)를 이동하면 빛의 시간을 펨토초 정도 지연 가능하다. 이렇게 반도체 공간에 분포한 전자파 사진을 찍고 매 펨토초 마다 시간 차를 두면서 계속 사진을 얻는다.

그리고 그 사진들을 나중에 쭉 이으면 전자파가 반도체 위에서 영화를 얻을 수 있다. 이렇게 보면 시간 공간에서 정지한 빛과 전자파의 세계를 영화로 구현해 보았다.

펨토초 레이저를 이용해서 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 모습을 측정한 영상의 한 장면. [출처: KAIST]

빛의 속도와 경쟁하는 고성능 반도체 시대 대비해야

시간이 한참 지난 지난 지금 필자는 고속 반도체와 패키지 설계 분야를 연구하고 있다. 인공지능과 빅데이터 시대에 필요한 고속, 고성능, 저전력 반도체 분야의 연구이다. 한편 박사학위를 받은 연구 분야를 벗어나 기간 산업과 가까운 분야를 하는 자부심을 갖고 있으면서 다른 한편으로 기초 연구에 대한 아쉬움이 교차한다.

지금 고속 반도체 GPU나 D램은 디지털 시계에 맞추어 빅데이터를 계산하고 저장하고, 주고 받는다. 이를 설계할 때 둘 사이의 신호 전파 지연시간(Latency)과 신호간의 시간 차이(Skew)를 피코초 단위로 줄여야 한다. 피코초(1조 분의 1초)는 펨토초의 1000 분의 1 초 시간이다. 펨토초 영역에서 연구하고 익숙하다 보니, 피코초는 당연히 조정 가능하고, 설계 가능하고 구현가능한 시간대라고 생각하게 되었다.

그리고 앞으로 펨토초 영역의 고성능 반도체도 설계할 수 있다는 상상이 된다. 모두 오래 전에 펨토초 과학과 공학을 경험해 보았기 때문이다. 이러한 경험이 상상력의 원천이 되고, 이로부터 다가오는 4차 산업혁명 시대를 위한 영감을 얻는다. 

엄청난 빅데이터 속도(Big data/s)에 대한 두려움이 없다.

빅데이터(Big data)도 중요하지만 빅데이터를 얼마나 빨리 주고 받을 수가 (Big data/s) 있는가에 대한 중요성을 보여주는 개념도. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr     

      

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]  

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신진서, AI 카타고에 1패 뒤 2연승 [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = 세계 최강 바둑기사 신진서 9단이 현존 최고 수준의 바둑 인공지능(AI) 카타고(KataGo)를 꺾고 인간 바둑의 저력을 다시 한번 증명했다. 신진서는 21일 서울 중구 한국경제TV 스튜디오에서 열린 쎈수학·한경 기신전 최종 3국에서 카타고를 상대로 221수 만에 흑 11집 반승을 거뒀다. 신진서는 1국을 내준 뒤 2국과 3국을 연달아 따내며 최종 전적 2승 1패의 짜릿한 역전승을 완성했다. [AI 챗GPT가 제작한 AI '카타고(KataGo)'와 신진서 9단 기신전(棋神戰) 3번기 일러스트] psoq1337@newspim.com 이번 대국은 신진서가 흑돌 두 점을 먼저 놓는 2점 접바둑으로 진행됐다. 흑이 0.5집을 부담해 무승부가 나오면 카타고의 승리로 인정되는 방식이었다. 신진서에게는 5시간과 30초 초읽기 1회가 주어졌고, 카타고는 제한시간 없이 매 수 20초 안에 착수했다. 대회 전 전망은 밝지 않았다. 대부분의 바둑계 관계자는 현존 최강 AI를 상대로 신진서가 한 판만 이겨도 성공이라는 평가를 내놓았다. 하지만 신진서는 예상을 뒤엎었다. 1국에서는 카타고가 초반부터 준비한 예상 밖의 수에 흔들리며 패했지만, 2국에서 안정적인 운영으로 반격에 성공했고, 마지막 3국에서는 완벽에 가까운 내용으로 승부를 마무리했다. 최종국에서 카타고는 앞선 두 대국과 달리 첫수로 소목을 선택하며 변화를 시도했다. 신진서 역시 잠시 고민한 끝에 우하귀 소목으로 응수하며 차분하게 포석을 이어갔다. 이후 대국은 신진서가 사전에 예고했던 대로 복잡한 전투를 최대한 피하는 방향으로 흘러갔다. 그는 귀의 일부 실리를 내주는 대신 상변과 중앙에 두터운 세력을 구축했고, 80수 무렵부터 거대한 흑진을 형성하며 주도권을 잡았다. 신진서 9단이 29일 서울 중구 조선 웨스틴 호텔에서 열린 '알파고 10년 : 위대한 동행' 행사에 참석해 데미스 하사비스 구글 딥마인드 공동 창업자 및 CEO와 친선대국을 마친 뒤 질문에 답하고 있다. [사진 = 뉴스핌DB] 승부를 가른 것은 흔들리지 않는 집중력이었다. 1국에서는 70수, 2국에서는 160수 무렵 AI의 예상 승률 99%가 무너지며 집 차이가 줄어들었지만, 3국에서는 한 번 잡은 우세를 끝까지 유지했다. AI의 예상 승률은 대국 내내 99% 안팎을 유지했고, 끝내기에서도 형태를 지키며 단 한 번의 실수도 허용하지 않았다. 결국 신진서는 11집 반이라는 큰 차이로 승리를 확정했다. 이번 승리로 신진서는 이세돌 이후 한층 더 진화한 AI를 상대로 공식 대국에서 2승을 거둔 최초의 기사가 됐다. 돌 두 점의 도움을 받는 접바둑이었지만, 한 번의 실수도 허용하지 않는 AI를 상대로 역전 시리즈를 만들어냈다는 점에서 의미가 크다. 신진서는 이번 대국을 통해 판당 5000만원의 대국료와 2승에 따른 승리 수당을 포함해 총 2억5000만원을 받았고, 우승 부상으로 제네시스 G90도 품에 안았다. 한편 카타고는 미국 컴퓨터 과학자 데이비드 우가 개발한 오픈소스 바둑 AI로, 이번 대국에서는 RTX 3090 그래픽카드 4장을 병렬 연결한 전용 시스템을 활용해 최상의 연산 성능을 구현했다. 카타고가 계산한 수는 한국기원 소속 이단비 초단이 대리 착수하며 대국이 진행됐다. wcn05002@newspim.com 2026-07-21 13:56
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한국 FIFA 랭킹 32위로 '7계단 추락' [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = 2026 북중미 월드컵 조별리그 탈락의 후폭풍이 국제축구연맹(FIFA) 랭킹에도 고스란히 반영됐다. FIFA가 20일(현지시간) 발표한 2026년 7월 남자 축구 세계랭킹에서 한국은 랭킹 포인트 1558.72점을 기록하며 32위에 자리했다. 북중미 월드컵 직전 25위였던 한국은 한 달 만에 7계단 하락했고, 2021년 12월(33위) 이후 처음으로 30위권 밖으로 내려갔다. 올해 1월만 해도 22위를 기록했던 것을 감안하면 불과 반년 만에 10계단이나 순위가 떨어졌다. [과달라하라 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=손흥민이 12일(한국시간) 북중미 월드컵 A조 조별리그 체코와의 경기에서 득점에 실패하자 아쉬워하고 있다. 2026.6.13 psoq1337@newspim.com 순위 하락의 가장 큰 원인은 월드컵 성적이다. 홍명보 전 감독이 이끈 한국은 조별리그 A조에서 체코를 상대로 2-1 승리를 거뒀지만, 이후 멕시코와 남아프리카공화국에 연달아 0-1로 패하며 1승 2패로 탈락했다. 48개국 체제로 확대된 이번 대회에서 32강 진출이 유력할 것으로 예상됐지만 기대를 밑도는 성적을 남겼다. 특히 남아공전 패배의 여파가 컸다. FIFA 랭킹은 엘로(Elo) 방식으로 계산되며 경기 결과뿐 아니라 상대 전력과 대회의 중요도를 함께 반영한다. 월드컵 본선은 가장 높은 가중치가 적용되는 만큼 승패에 따른 포인트 변동 폭도 크다. 한국은 멕시코와 남아공전에서 잇따라 패하면서 랭킹 포인트를 크게 잃었고, 토너먼트 진출 실패로 추가 점수를 획득할 기회마저 사라졌다. 반면 경쟁국들은 월드컵에서 좋은 성적을 거두며 순위를 끌어올렸다. 그 결과 한국의 7계단 하락은 이번 발표에서 30위권 국가 가운데 가장 큰 낙폭으로 기록됐다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 홍명보 감독. [사진=로이터] 2026.06.29 psoq1337@newspim.com 아시아 내 위상도 한 단계 내려갔다. 일본은 월드컵 32강 진출과 함께 17위로 한 계단 상승하며 아시아 최고 순위를 유지했다. 이란은 22위, 호주는 28위에 자리했고 한국은 호주에도 밀리며 아시아 4위로 내려앉았다. 월드컵 전만 해도 일본과 이란에 이어 아시아 3위였던 한국은 이번 대회를 거치며 순위 경쟁에서 한발 뒤처지게 됐다. 한국과 같은 조에서 경쟁했던 국가들의 순위도 눈길을 끌었다. 멕시코는 월드컵 성과를 바탕으로 10위까지 올라 처음으로 톱10에 진입했고, 체코는 48위, 남아프리카공화국은 54위에 자리했다. 세계 랭킹 최상단에도 변화가 있었다. 월드컵 우승을 차지한 스페인이 결승에서 아르헨티나를 꺾으며 1위 자리를 탈환했고, 준우승한 아르헨티나는 2위로 내려갔다. 프랑스와 잉글랜드는 각각 3위와 4위를 유지했고, 브라질과 모로코, 포르투갈, 벨기에, 네덜란드, 멕시코가 톱10을 형성했다. [이스트 러더퍼드 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=노르웨이의 엘링 홀란이 6일(한국시간) 북중미 월드컵 16강전 브라질 대 노르웨이전에서 선제골을 넣은 뒤 환호하고 있다. 2026.7.6 psoq1337@newspim.com 이번 발표에서 가장 큰 상승세를 보인 국가는 노르웨이였다. 엘링 홀란(맨체스터 시티)을 앞세워 사상 첫 월드컵 8강 진출에 성공한 노르웨이는 31위에서 19위로 무려 12계단을 뛰어오르며 가장 큰 폭의 순위 상승을 기록했다. 월드컵 실패와 함께 FIFA 랭킹까지 급락한 한국은 향후 국제대회 시드 배정과 월드컵 예선 조 추첨에서도 이전보다 불리한 위치에 설 가능성이 커졌다.  wcn05002@newspim.com 2026-07-21 09:37
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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