2025년 노벨 물리학상, 양자 터널링의 거시적 혁명과 구글의 성과

 

지난 10월 7일, 스톡홀름의 노벨 재단에서 2025년 노벨 물리학상 수상자들이 공식적으로 발표되었습니다.

 

이 상은 세 명의 뛰어난 과학자—존 클라크, 미셸 드보레, 그리고 존 마티니스—에게 공동으로 수여되었는데요, 그들의 공로가 바로 '거시적 규모에서의 양자역학 터널링 현상의 발견과 이를 양자 정보 과학에 적용한 획기적인 발전'입니다.

 

 

이 연구는 양자 물리학의 미세한 세계를 일상적인 규모로 끌어올린, 말 그대로 '양자 혁명'의 상징이라고 할 수 있겠네요.

양자 터널링이라는 개념은 처음 들으면 다소 생소할 수 있습니다. 간단히 설명하자면, 고전 물리학으로는 불가능한 일이 벌어지는 현상이에요. 

 

아주 작은 입자들이 에너지 장벽을 마치 벽을 뚫고 지나가듯 통과하는 거죠. 이 현상은 원자나 전자 같은 미세 입자에서만 관찰되던 것이었는데, 이번 수상자들은 이 터널링을 거대한 전기 회로 같은 거시적 시스템에서도 성공적으로 구현하고 제어하는 기술을 개발했습니다. 

 

왜 이게 중요한가요? 바로 양자 컴퓨터의 실현 가능성을 높여주기 때문입니다. 현재의 슈퍼컴퓨터가 수백 년이나 걸릴 복잡한 계산을, 양자 컴퓨터는 불과 몇 초 만에 처리할 수 있게 되는 거예요.

 

 

암 치료제 개발, 기후 모델링, 암호화 기술 등 다양한 분야에서 혁명적인 변화를 가져올 잠재력을 지녔습니다. 이 기술이 상용화되면, 우리 일상도 완전히 바뀔지도 모르겠네요.

먼저, 존 클라크 교수를 소개할게요. 그는 미국 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 교수로, 양자 터널링 연구의 진정한 개척자 중 한 명입니다. 

 

1970년대부터 초전도 회로를 활용해 양자 현상을 탐구해 온 그는, 이 분야의 기초를 다지는 데 없어서는 안 될 역할을 했습니다. 

 

특히, 양자 시스템에서 발생하는 '노이즈'—즉, 외부 간섭으로 인한 오류—를 최소화하는 기술을 개발한 점이 돋보입니다. 

 

클라크의 연구는 초기 양자 장치가 불안정했던 문제를 해결하며, 후속 연구자들에게 탄탄한 토대를 제공했습니다. 

 

다음으로 미셸 드보레 교수입니다. 프랑스 태생의 그는 예일 대학교에서 교수직을 맡고 있으며, 동시에 구글의 양자 AI 연구소에서 수석 과학자로 활동 중입니다. 

 

드보레의 전문성은 양자 회로의 안정성과 신뢰성을 강화하는 데 집중되어 있어요. 그는 복잡한 양자 시스템을 안정적으로 유지하는 알고리즘과 하드웨어 설계를 통해, 실험실 수준을 넘어 실용적인 응용으로 나아가는 길을 열었습니다. 

 

특히, 2019년 구글이 '양자 우위(Quantum Supremacy)'를 선언한 역사적인 순간—클래식 컴퓨터가 따라올 수 없는 계산을 양자 프로세서가 수행한 그 사건—의 배경에는 그의 연구가 깊이 새겨져 있습니다. 

 

드보레의 기여는 단순한 이론이 아니라, 구글의 실제 양자 프로젝트를 이끄는 동력으로 작용하고 있어요.

 

마지막 수상자인 존 마티니스 교수는 캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스에서 교수로 재직 중입니다. 

 

그는 구글 양자 팀의 핵심 멤버로 활동하다가 최근 독립적인 연구를 이어가고 있는데요, 구글 시절에 양자 프로세서의 실험적 개발을 주도한 인물입니다. 

 

마티니스의 작업은 터널링 현상을 활용한 큐비트(양자 비트) 설계에 초점을 맞췄습니다. 그는 수많은 실험을 통해 양자 상태를 더 오래 유지하고, 오류를 줄이는 방법을 고안했죠. 

 

그의 연구는 이론과 실험의 경계를 허무는 데 탁월하며, 지금도 양자 컴퓨팅의 상용화 직전 단계로 이끌고 있습니다. 

 

이 상의 총 상금은 1,100만 스웨덴 크로나(약 1억 원 규모)로, 세 명이 균등하게 나누어 받게 됩니다. 하지만 이 상금보다 더 큰 가치는 그들의 연구가 양자 기술의 미래를 밝히는 데 있겠죠. 

 

이제 이 수상자들을 통해 구글의 과학적 위상이 다시 한 번 부각되고 있습니다. 구글은 단순한 기술 기업이 아니라, 기초 과학 분야에 거액을 투자하는 '연구 강국'으로 자리 잡았어요. 

 

CEO 순다르 피차이조차 "우리 회사 출신으로 다섯 명의 노벨상 수상자가 배출됐다"고 자랑스럽게 언급할 정도입니다.

이번 수상자 중 드보레는 여전히 구글에서 활발히 연구 중이고, 마티니스도 구글 시절의 경험을 바탕으로 그 성과를 이어가고 있어요. 

 

이로써 구글은 물리학상에서 2년 연속 수상자를 낸 셈이 되었습니다. 

 

작년인 2024년에는 제프리 힌튼 교수가 노벨 물리학상을 받았죠. '인공지능의 대부'로 불리는 힌튼은 토론토 대학교 교수이지만, 구글에서 부사장으로 근무하며 딥러닝 기술의 기반을 마련한 인물입니다. 

 

 

그는 존 홉필드와 함께 인공신경망의 기초 이론을 세운 공로로 상을 받았는데, 이는 AI와 양자 컴퓨팅이 결합된 미래를 암시하는 중요한 신호였습니다. 

 

힌튼의 연구는 구글의 AI 시스템—예를 들어, 이미지 인식이나 자연어 처리—에 직접적으로 반영되어, 오늘날의 ChatGPT 같은 기술의 뿌리가 되기도 했어요.

더욱 놀라운 건, 2024년 노벨 화학상에서도 구글의 영향력이 빛났다는 점입니다. 구글 딥마인드의 데미스 허사비스 CEO와 존 점퍼 연구원이 AI를 활용해 단백질 구조를 예측하는 혁신적인 방법을 개발한 공로로 수상했어요. 

 

이 '알파폴드(AlphaFold)' 프로젝트는 생물학 연구의 패러다임을 바꿔놓았습니다—단백질 접힘 문제를 해결함으로써 신약 개발 속도를 획기적으로 앞당겼죠. 

 

 

이로써 구글 출신 노벨상 수상자는 총 다섯 명에 달하게 되었네요: 힌튼, 허사비스, 점퍼, 드보레, 그리고 마티니스.

구글의 이런 성과는 우연이 아닙니다. 2010년대 들어 구글이 본격적으로 과학 연구에 뛰어든 이래, 양자 AI 랩 같은 전문 부서에 매년 수십억 달러를 쏟아부으며 인재를 모아왔어요. 

 

초기에는 순수한 호기심에서 시작된 연구가 이제는 상용화 직전의 기술로 꽃피고 있습니다. 이 수상자들은 그 결실의 정점일 뿐, 구글의 과학 여정은 이제 막 시작된 셈입니다. 

 

양자 컴퓨팅과 AI의 융합이 가져올 변화는 상상 이상일 테니, 앞으로의 뉴스를 기대해 보세요. 여러분은 이 기술이 어떻게 우리 삶을 바꿀 거라고 생각하시나요? 댓글로 의견 공유 부탁드려요!