"행중신이라..." 세종시장이 MIT 교수 아들에 보낸 세뱃글 '화제'

중앙일보

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“행중신(幸中辛)이라 행복 속에는 늘 매움(고난)이 있다” 최근 설 명절을 맞아 최민호 세종시장이 아들에게 보낸 세뱃글 가운데 일부다. 최 시장은 20년 전부터 자녀들에게 세뱃돈과 함께 당부의 말을 담은 세뱃글을 함께 전해오고 있다. 이번 설에 최 시장은 아들에게 각별한 당부의 말을 전했다고 한다.

최민호 세종시장의 아들인 미국 메사추세츠공대(MIT) 최순원 교수와 스탠퍼드대 최준희 교수, 캘리포니아공대(Caltech) 김은종 박사(왼쪽부터). 연합뉴스

최 시장 아들은 미국 메사추세츠공대(MIT) 최순원(36) 교수다. 최 교수 연구팀은 지난 19일 캘리포니아공대(캘텍)의 마누엘 엔드레스 교수와 공동으로 과학저널 ‘네이처’(Nature)에 양자컴퓨터의 정확도와 신뢰성을 검증할 수 있는 새로운 연구 성과를 공개했다. 논문 공동 제1저자는 연구 당시 캘텍 소속 박사후연구원이던 최준희 현 스탠퍼드대 교수와 캘텍 대학원생 애덤 쇼다.

MIT 최순원 교수, 최민호 세종시장 아들

최순원 교수와 캘텍의 오스카 페인터 교수·김은종 박사팀은 연결성과 확장성이 높은 새로운 양자시뮬레이터를 구현한 연구 결과를 20일 과학저널 ‘사이언스’(Science)에 발표했다. 두 연구에서 MIT 연구팀은 이론, 캘텍 연구팀은 실험을 각각 담당했다.

네이처 논문 저자들은 “많은 입자가 모인 양자역학적 시스템에서 나타나는 무작위성(randomness) 속에서 일정한 통계학적 패턴을 발견하고, 이를 역으로 활용해 양자컴퓨터 정확도와 신뢰성을 검증하는 방법을 개발했다”고 밝혔다. 양자컴퓨터 성능을 어떻게 정량적으로 평가할 것인지, 즉 원하는 계산을 양자컴퓨터로 수행할 때 양자컴퓨터가 올바른 답을 줄 확률이 얼마인지 파악할 방법을 세계 최초로 제시했다는 게 이들의 설명이다.

윤석열 대통령이 지난 19일(현지 시간) 스위스 취리히 연방공과대학에서 '양자 석학과의 대화'를 마친 후 학생들과 인사하고 있다. 뉴스1

최순원 교수는 “이 기술은 현존하는 거의 모든 양자시뮬레이터나 양자컴퓨터에 적용될 수 있다”며 앞으로 양자정보기술 개발을 가속하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

최교수 연구팀, 네이처·사이언스체 연구결과 발표

양자컴퓨터는 1비트(bit)로 0이나 1 중 하나만 표현할 수 있는 전통적 디지털 컴퓨터와 달리 0과 1의 중첩상태에 있을 수 있는 ‘큐비트’(qubit)를 사용한다. 큐비트 수가 늘어날수록 연산 능력이 획기적으로 증가하지만, 복잡성도 함께 증가해 성능 측정이 더욱 어려워진다.

양자컴퓨터를 구성하는 큐비트 간 연결성은 시스템의 확장성과 상충, 실용적인 양자컴퓨터를 개발하는 데 걸림돌이 지목돼 왔다. 큐비트 수가 늘어날수록 제어 능력은 기술적 한계로 감소하는 경향이 나타나고 복잡한 양자 연산을 가능하게 하는 큐비트 간 상호작용 범위가 제한될 때가 많다고 한다.

미국 MIT 최순원 교수(오른쪽)와 스탠퍼드대 최준희 교수의 미국 하버드대 물리학과 박사 과정 모습. 중앙포토

연구팀은 빛에 의해 매개된 큐비트 간 상호작용이 범위가 제한되지 않고 확장성이 유지된다는 점에 주목했다. 이들은 초전도 큐비트와 쉽게 결합하는 광메타물질을 개발, 이를 바탕으로 10개 큐비트 간의 비국소적 상호작용이 가능한 양자시뮬레이터를 구현했다.

최순원 교수, 대전과학고 졸업 후 미국으로 건너가

최 교수는 대전과학고를 조기 졸업하고 2012년 캘텍 물리학과 학부를 수석으로 졸업했다. 이후 하버드대에서 물리학과 박사 학위를 받은 뒤 MIT 교수로 일하고 있다. 그는 하버드대 재학 시절이던 2017년에도 세계 최초로 ‘시간 결정’ 관측을 네이처 표지 논문으로 게재, 국내외 과학계의 주목을 받았다.