지난주에는 기상청의 제19호 태풍 ‘솔릭’의 한반도 통과 예보로 국민 전체가 피해 우려에 대한 초긴장 상태로 한 주를 보냈다. 특히, 솔릭이 제주도에서 예상보다 오래 머무르고 급격히 이동속도가 감소하면서 ‘사라진 태풍의 눈’이 압력·바람·에너지 변화에 어떤 영향을 줄 것이고, 어느 방향으로 이동할 것인가가 초미의 관심사였다. 결국엔 목포 서해안에 착륙한 후 한반도 내륙을 지나 강원도로 빠져나가면서 다행스럽게도 예상보다 훨씬 적은 피해를 남겼다. 이에 대해 각 언론은 한·미·일 세 나라의 예보를 실제 지나간 경로와 비교하며 전체적으로 미국이 가장 정확했고, 다음이 일본, 한국 이었다고 지적하면서 예보가 왜 달랐는지에 대한 의문을 제기했다. 그러나 기상청과 일부 전문가들은 30∼40㎞의 오차는 태풍 반경이 300㎞에 달하는 상황에서 큰 오차로 보기는 어렵다고 주장한다.그러면 무엇이 예보 차이를 유발했을까. 태풍의 진로를 결정하는 데에는 기상 상황을 반영한 위성 및 레이더 관측자료, 태풍의 움직임 데이터를 생산·예측하는 슈퍼컴퓨터에 의한 수치모델링, 관련 데이터를 해석해내는 예보관의 능력이 필요하다. 이에 세 나라의 위성 및 레이더 관측 자료 공유를 고려한다면 가장 확실한 차이점의 핵심은 예보관과 태풍의 진로예측 수치모델에 있다. 하지만 예보관도 컴퓨터 수치예보 시스템에 의존하고 있다 보니 수치모델링 과정을 명확히 이해하고 이에 대한 효과적인 운영과 오차가 적은 데이터로의 예측이 중요하다. 김광선 코리아텍 교수 메카트로닉스공학수치모델링은 기본적으로 대기현상을 지배하는 유체역학의 수학적 지배방정식을 컴퓨터 소프트웨어를 활용해 유체의 속도·압력·온도·미세먼지 농도 등을 구하는 기법이다. 이를 위해 유체의 거동을 지배하는 자연현상에 대한 원리를 활용한다. 수학적 방정식형태로 활용되는 이러한 자연과학의 원리는 아이작 뉴턴의 운동방정식, 제임스 프리스콧 줄의 에너지보존방정식, 앙투안 라부아지에의 질량보존의 방정식이 기초가 된다.뉴턴의 운동방정식은 뉴턴의 저서 ‘프린시피아’에서 발표된 물체 운동의 세 가지 기본법칙에 기반을 두고 있다. 고정물체는 외부에서 힘이 작용하지 않는 한 이동하지 않고, 힘은 질량에 가속도를 곱한 양으로 속도의 변화는 적용된 힘에 비례하며, 모든 힘의 작용에 대한 반작용에는 같은 힘이 발생한다는 것이다. 이러한 물체 운동법칙은 이후 클로드 루이 나비에와 조지 스토크스에 의해 유체공학에서 사용하기 쉽게 바뀌는데, 바로 나비에스토크스 비선형 편미분방정식이다. 줄의 에너지보존방정식은 기계적인 에너지가 열에너지로 바뀌는 실험을 통해 에너지의 형태는 바뀌어도 총량은 보존된다는 원리에 기반을 두고 있다. 열역학 제1법칙으로도 알려진 에너지보존방정식은 태풍이 발생한 일정공간에 적용되는데, 이 또한 비선형 편미분방정식 형태이다. ‘화학의 아버지’라 불리는 라부아지에는 화학반응실험 전후에도 총 질량은 변하지 않는다는 질량보존 편미분방정식을 발표했고, 이 또한 엄청난 양의 에너지 변화가 일어나는 핵반응을 제외한 일반적인 실험에서 지금까지 사용되고 있는 검증된 원리이다.이렇듯 기상예측을 보다 정확히 하려면 자연현상을 지배하는 비선형 편미분방정식을 컴퓨터를 활용해 최소의 오차로 풀어 나가면서 원하는 데이터를 확보하는 것이다. 이를 수치해석 실험이라 한다. 다만 실험실에서 직접 계측기기를 활용해 데이터를 확보할 때 측정자의 숙련도 및 기기에 따라 오차가 발생하듯 어느 정도의 수치오차는 감수해야 한다. 문제는 태풍이 놓여있는 주변 환경의 변화 및 물질 상태량 데이터의 정확한 입력과 처리가 예측 데이터의 정확성에 영향을 미친다.우리나라 기상청은 2010년 20여만 줄의 첨단융합 과학기술 소프트웨어로 구성된 영국의 수치예보 모델을 도입해 활용하고 있다. 그러나 미국과 일본은 자체 개발한 수치모델을 활용하고 있다. 이에 한국형수치예보모델개발사업단(KIAPS)이 독자적인 수치모델을 개발 중 이라는데, 이를 활용하는 예보관의 능력과 잘 조화돼 일상생활은 물론 국민경제 전반에 지대한 영향을 크게 미치는 일기예보 능력이 향상됨으로써 더 이상 한국의 예보시스템에 대한 우려가 없기를 소망해 본다.김광선 코리아텍 교수 메카트로닉스공학

올해 폭염은 그동안 가장 뜨거웠던 해로 알려진 1994년보다 더 심했으며 폭염 관련 각종 기록을 갈아치웠다. 이런 가운데 최근 한 달 이상 지속하던 폭염이 다소 진정되면서 모두들 안도의 숨을 쉬고 있다. 그러나 이러한 폭염이 여름마다 반복될 수 있다는 우려의 목소리가 크다.그러면 과연 폭염의 원인은 뭐고, 어떻게 대처하는 것이 좋을까. 폭염은 절대적 정의와 상대적 정의로 구분하고 있다. 절대적 정의는 온도 또는 열적 스트레스 지수가 어떤 임계치를 초과하는 경우 또는 초과하는 날이 일정 기간 지속하는 경우로 정의한다. 이를테면 우리나라는 일 최고기온이 33도 이상인 상태가 2일 이상 지속하는 경우를 폭염으로 정의하고 있다. 반면 상대적 정의는 지역과 사람에 따라 열적 스트레스가 다르게 나타나고, 이러한 반응 특성을 반영한 것으로 캐나다는 혹서의 지속으로 사망률이 높아질 확률이 90%에 이르는 경우로 정의하고 있다.김승도 한림대 교수 환경생명공학올해 폭염의 원인은 대기 상층엔 티베트 고기압과 대기 중·하층엔 북태평양 고기압의 세력이 강하게 발달해 일사효과가 강했기 때문이다. 고기압이 정체되면 돔 형태의 공기막을 형성해 그 안에서 열기가 증폭되는 열돔현상이 발생한다. 왜 고기압이 정체됐을까. 대기 순환에 기여하는 제트기류가 약화하면서 대기 흐름이 정체되고 적도 부근의 뜨거운 공기가 유입되면서 열기가 누적돼 우리나라를 포함해 북미, 유럽, 중동 등 지구 중위도 지역에 폭염이 이어졌다고 분석되고 있다.제트기류가 왜 약화했으며 이러한 약화현상이 일시적인가, 아니면 앞으로도 반복돼 올해와 같은 폭염이 재현될 것인가. 제트기류는 온도 차이가 심한 두 대기 덩어리 경계 근처에서 생겨나는 기류로, 온도차가 클수록 기압차도 커지므로 강력한 제트기류가 형성된다. 그러나 북극의 온도가 빠르게 상승하면서 제트기류의 약화가 뚜렷하게 관찰되고 있다.북극은 최근 20년 동안 4~5도 상승해 지난 112년 동안(1901~2012년) 지구 평균기온이 0.89도 상승한 것과 비교하면 기록적이다. 북극의 빠른 온도 상승에는 여러 원인이 있으나 태양에너지를 반사하던 해빙 감소로 태양에너지 흡수율이 높아진 것도 원인 중 하나이다. 1970년과 비교해 현재의 해빙 면적은 절반 수준으로 이러한 급격한 감소는 20~30년 사이에 집중됐다. 이에 북극 온도의 상승은 불가피하리라 예측되고, 이는 제트기류 약화로 이어지면서 올해와 같은 폭염이 빈번히 재현되리라 예상할 수 있다.이처럼 북극 온도 상승은 대표적인 지구온난화의 증거이다. 단지 지구온난화가 인간활동에 의한 것이냐에 대한 의문은 지속해서 제기돼 왔다. 지구 역사는 50억년이며, 그 사이에 여러 자연적 원인에 의해 기온 상승 사례가 많았고, 특히 태양과 화산활동이 지구온난화의 원인이지 인간활동에 의한 영향은 미미하다는 주장도 있었다. 그러나 2007년 IPCC(기후변화에 관한 정부 간 패널)가 제4차 평가보고서에서 과학적 증거를 제시하면서 현재 기온 상승이 이산화탄소와 같은 온실가스에 의한 것이라는 결론을 내렸고, 온실가스 증가 요인은 석탄, 석유, 천연가스 등 화석자원의 대량소비와 이산화탄소 흡수원인 삼림의 대량 벌채 등 대부분 주요 원인이 인간활동에 기인한다는 결론에 도달했다.지구 온도의 지속적 상승은 불행히도 막지 못하고 지구 생태계가 버틸 수 있는 범위 이내로 온도 상승을 막는 것이 목표이다. 2015년 12월 파리에서 소위 파리협정이 채택됐고, 파리협정의 목표는 금세기 말 지구 온도를 산업화 이전의 온도보다 2도 이하로 온도 상승을 제한하는 데 합의했다. 그러나 현재 추세라면 30년 이내에 2도를 초과하리라 예상하고 있다.우리나라는 2015년 기준 온실가스 배출량이 전 세계 12위이지만, 비정부기구인 ‘저먼워치’가 2017년 발표한 우리나라의 기후변화 대응 성적은 ‘매우 부족’으로 조사 대상 60개국 중 최하위(57위) 수준이다. 아직도 우리나라는 온실가스 배출에 대한 책임이 높은 반면 온실가스 감축에는 미온적인 것으로 인식되고 있다. 지구온난화로 인해 지구가 멸망 길로 접어들 것으로 예측한 목소리에 귀를 기울이고 우리 생명을 위협하는 온실가스 감축에 적극적으로 동참해야겠다.김승도 한림대 교수 환경생명공학

최근 BMW 차량 화재 사건이 큰 사회문제가 되고 있다. 소방청이 발표한 자료에 따르면, BMW 차량의 화재 건수는 15일 기준 83건에 달하는데 2014년 46건, 2015년 77건, 2017년 94건과 비교해보면 올해 많은 화재가 발생했다는 사실을 알 수 있다.많이 알려지지 않아서 그렇지 자동차 화재는 매년 적지 않게 일어나고 있다. 2013년에 국산차 4859건과 수입차 391건의 화재가 있었던 이후 국산차는 지속적으로 하락해 2017년 4455건이 발생한 반면 수입차는 계속 상승해 516건이 일어날 정도로 자주 발생하고 있다. 우리나라의 자동차 누적 등록대수가 2017년 말 기준 약 2253만대에 이르니 연평균 화재비율은 0.02%로 1만대당 2대 정도이다. 비록 화재건수에는 방화, 사고, 노후에 따른 화재 등도 모두 포함되지만 비율로 따지면 순수하게 차량 결함으로 인한 사고가 많은 것으로 알려지고 있다.정동훈 광운대 교수 인간컴퓨터상호작용학화재 원인이 아직 확실하게 밝혀진 것은 없지만 BMW는 자사의 디젤 차량 배기가스 재순환장치(EGR) 쿨러에서 발생하는 냉각수 누수 현상이 화재 원인이라고 발표한 바 있다. EGR란 질소산화물 배출을 줄이기 위한 장치이다. 질소산화물은 광화학 스모그를 유발하고, 산성비를 내리게 한다. 특히 호흡기 질환을 일으키는 유해물질로서 독일에서만 한 해 평균 6000여명이 질소산화물과 관련해 조기 사망하는 것으로 조사될 정도로 해롭다. 질소는 공기의 78%를 차지할 만큼 그 자체가 인간에 해로운 것은 아니다. 그러나 고온? 고압 상태의 디젤 연소과정은 질소와 산소를 분해시킨다. 이때 분해된 질소와 산소 분자가 만나게 돼 질소산화물이 되고, 바로 이것이 인간과 환경에 위험한 성분으로 변환된다. 고온? 고압 상태에서 발생하는 질소산화물은 디젤차에 의해 주로 배출되는 것으로 알려져 있다.2015년 전 세계를 놀라게 한 폴크스바겐 배기가스 조작 사건 역시 질소산화물과 관련이 있다. 배기가스를 테스트하는 동안은 소프트웨어를 조작해 폴크스바겐과 아우디 디젤 차량의 질소산화물 배출을 줄이고, 실제 주행 중에는 질소산화물을 허용치보다 최고 40배 이상 내뿜은 것이다.이러한 이유로 디젤차의 배기가스 배출을 줄이기 위해 유럽연합(EU)에서는 유로(Euro)규제를 시행하며, 질소산화물의 배출을 엄격하게 제한하고 있다. EGR는 용어에서 드러나듯 배기가스를 재순환시킴으로써 질소산화물의 농도를 줄인다. 재순환의 핵심은 온도를 낮추는 것이다. 질소산화물은 고온이나 고압 상태에서 만들어지는데, 온도를 낮춤으로써 질소산화물의 배출을 감소시키는 것이다. 배기가스는 이미 연소가 됐기 때문에 상대적으로 산소의 양은 적은 반면, 이산화탄소의 양은 많다. 이로 인해 연소실에서 공기와 배기가스를 섞으면 그만큼 온도가 낮아지게 되고, 이에 따라 질소산화물의 배출은 감소한다.이러한 과정에서 또 다른 문제가 발생한다. 우선 출력이 안 좋아진다. 고온·고압에서 폭발적인 출력이 일어나야 하는데 온도를 떨어뜨리니 당연한 결과이다. 또한 산소의 농도가 줄어드니 불완전 연소가 돼 일산화탄소나 미세먼지와 같은 다른 배기가스를 증가시킨다.BMW 화재사건으로 인해 디젤차 생산을 중단하고 친환경자동차 생산을 확대한다는 소식이 들린다. 디젤차든 휘발유차든 내연기관 자동차는 환경오염을 악화시킨다. 디젤차가 질소산화물과 미세먼지의 주범이라면, 휘발유차는 지구온난화를 일으키는 이산화탄소 발생의 주범이다. 이에 각 국에서는 내연기관 자동차의 판매 금지를 통해 대기오염을 줄이려고 한다. 네덜란드와 노르웨이가 2025년부터 시작하고, 인도가 2030년, 프랑스와 영국은 2040년부터 시행할 예정이다. BMW 차량 화재가 친환경 자동차의 개발과 보급을 촉진할지 두고 볼 일이다.정동훈 광운대 교수 인간컴퓨터상호작용학

1945년 8월 15일, 일본이 무조건 항복을 선언함으로써 제2차 세계대전은 막을 내렸다. 그 덕분에 우리나라는 해방을 맞이할 수 있었다. 일본의 항복에는 두 발의 원자탄이 크게 기여했다. 6일에는 농축우라늄으로 제조된 원자탄인 ‘꼬마’(Little Boy)가 히로시마에, 9일에는 플루토늄 원자탄인 ‘뚱보’(Fat Man)가 나가사키에 투하됐다. 이로 인해 1945년에만 히로시마에서 14만명, 나가사키에서 7만명이 목숨을 잃었다. 그중에는 4만명의 한국인도 포함돼 있었다.원자탄을 둘러싼 과학자들의 행동 방식은 매우 다양했다. 나치를 피해 미국으로 망명한 실라르드는 1939년 아인슈타인과 함께 루스벨트 대통령에게 편지를 보냈다. 나치가 원자탄 개발을 추진하고 있으므로 미국 정부가 대책을 세워야 한다는 것이었다. 그 편지는 미국의 원자탄 개발 사업인 ‘맨해튼 계획’이 출범하는 데 산파역을 담당했다. 그러나 1944년 여름에는 독일이 원자탄 제조를 사실상 포기했다는 소식이 전해졌다. 이에 실라르드는 프랑크를 비롯한 시카고대학의 과학자를 결집해 원자탄 투하를 반대하는 운동을 벌였다.송성수 부산대 교양교육원 원장 한국과학기술학회 회장아인슈타인도 실라르드와 비슷한 입장을 보였다. 아인슈타인은 1939년에 편지를 보낸 것이 자신의 가장 커다란 실수였다고 말했다. 그는 1955년 영국 수학자이자 철학자인 러셀과 함께 핵무기 폐기와 과학의 평화적 이용을 호소한 선언문을 작성했다. 그 선언문은 1957년 세계의 저명한 과학자들이 국제평화를 위해 설립한 퍼그워시 회의의 기초로 작용하기도 했다. 불확정성의 원리를 발견한 과학자로서 독일 우라늄 클럽에서 활동했던 하이젠베르크는 원자탄 연구에 대해 일종의 지연작전을 전개했다고 주장한 바 있다. 나치가 원자탄을 보유하게 되면 어떤 불상사가 발생할지 모르기에 고의적으로 태업을 벌였다는 것이다. 물론 이러한 견해를 액면 그대로 수용하기는 어렵지만, ‘부분과 전체’라는 회고록에는 인간적 과학에 대한 하이젠베르크의 문제의식이 잘 드러나 있다. 과학자는 제한된 영역 안에서 부분적인 진리를 탐구하는 위치에 놓여 있지만, 인간적 과학을 위해서는 전체를 보는 역사의식과 사회의식을 가져야 한다는 것이었다.원자탄과 관련된 과학자의 목록은 계속해서 이어질 수 있다. 1938년에 핵분열 현상을 알아냈던 오토 한은 자신의 발견으로 수많은 사람이 사망하는 결과가 빚어졌다고 크게 자책했다. 이와 달리 사이클로트론을 개발한 과학자로 맨해튼 계획의 출범에 기여했던 로런스는 원자탄이 전쟁을 조기에 종료시켜 미국인 희생자를 줄였다고 주장했다. 심지어 푹스와 같이 스파이 노릇을 하는 과학자도 있었다. 그는 미국의 원자탄 독점이 야기할 문제점을 곰곰이 생각하다가 1944년부터 맨해튼 계획의 내용을 소련에 보고하기 시작했다.맨해튼 계획의 과학기술 부분 책임자였던 오펜하이머는 1845년 7월에 있었던 원자탄 실험 직후에 “나는 죽음의 신이요, 세상의 파괴자가 되었도다”라고 중얼거렸다. 그는 나중에 수소폭탄 개발에 반대함으로써 공산주의자라는 누명을 쓰고 공직에서 물러나는 비운을 겪었다. 이에 반해 텔러는 맨해튼 계획에 참여하면서 수소폭탄 개발에 강한 의지를 보였으며, 1950년대에는 다른 과학자의 반대를 무릅쓰고 수소폭탄 개발 사업의 책임자로 활동했다. 그는 과학자의 사회적 책임을 묻는 질문에 대해 ‘과학에서 중요한 것은 할 수 있는 일을 하는 것’이라는 말로 일축했다.원자탄은 과학자의 사회적 책임을 중요한 화두로 만들었다. 옛날의 과학자들은 자신이 수행하고 있는 연구가 사회적 책임과 어떤 관련성이 있는지 심각하게 생각하지 않았다. 그러나 원자탄을 둘러싼 연구 활동은 엄청나게 큰 위험과 결합하게 됐으며, 이에 따라 과학자들은 사회적 책임이라는 문제에서 자유로울 수 없게 됐다. 과학자들의 사고방식과 행동패턴은 개인별로 상당한 차이를 보였지만, 어떤 식으로든 원자탄에 대해 자신의 입장을 밝혀야 하고 다른 사람의 평가를 받아야 한다는 점은 동일했다. 인류의 생존과 세계 평화를 유린하고 있는 핵, 만약 우리가 1945년 부근에 활동한 과학자였다면 원자탄에 대해 어떤 입장을 취했을까.송성수 부산대 교양교육원 원장 한국과학기술학회 회장

반도체 산업이 심상치 않다. 최근 중국이 한국의 메모리 반도체 업계에 담합이 있었는지를 조사했다. 미국 통신 반도체 업체인 퀄컴은 네덜란드 자동차 반도체 업체인 NXP사 인수를 포기한다고 발표했다. 2016년부터 시작된 인수 협상을 중국이 승인하지 않았기에 2조원의 위약금을 주고도 포기한 것이다. 여기에는 트럼프 행정부의 무역 관세 정책에 의해 발발한 무역관세 전쟁이 영향을 미치고 있다.그러면 미국 회사인 퀄컴이 네덜란드 회사를 인수하는 데 왜 중국 당국의 승인을 받아야 할까. 그 이유는 반독과점 여부가 중요한 수입 승인요건으로 작용하기 때문이다. 특히 반도체 같이 칩의 성능과 공급 채널이 한정되는 경우 수입하는 나라의 산업경쟁력에 끼치는 영향이 매우 크기 때문이다. 이로 인해 인수·합병(M&A)이나 가격 담합에 민감하고, 반도체 수입이 많은 나라에 미리 승인을 받는 것을 조건으로 다는 것은 당연한 일이 됐다. 작년 SK하이닉스가 주도한 한·미·일 연합 컨소시엄이 일본 도시바의 메모리 사업부를 인수할 때에도 중국 정부의 승인이 걸림돌로 작용했던 것과 같은 맥락이다. 세계 시장 70%를 점유한 한국의 메모리 반도체 영향력이 더욱 커질 것이 두려워 중국은 반년 이상 미루다가 지난 5월이 돼서야 승인한 바 있다. 박영준 전 서울대 교수 전기정보공학이번 퀄컴 사건 뒤에는 훨씬 복잡한 이해관계가 얽혀 있다. 싱가포르 반도체 회사인 아바고가 미국 통신장비회사인 브로드컴을 인수했고, 이 브로드컴이 퀄컴을 인수하려고 한 것이다. 이로 인해 아바고와 중국 통신회사인 화웨이의 밀착관계를 의심한 미국 외국인투자심의위원회(CFIUS)가 안보를 해칠 위험성이 있다는 이유로 부결시킨 바 있다.그렇다면 퀄컴은 어떤 회사인가. 퀄컴은 통신용 기기에 들어가는 모뎀, 즉 공기 중으로 이동한 무선신호를 받아 모바일 컴퓨터칩이 처리가능하도록 신호를 바꿔주는 칩을 공급하는 모바일 반도체 시장 1위 기업이다. 퀄컴은 반도체 제조시설 없이 설계만으로 작년 매출 17조원을 달성했고 브로드컴과 매출 세계 5, 6위를 달성했다. 퀄컴이 창업 후 1980년대 어려움을 겪을 때 한국의 전자회사에 물건과 기술을 팔려고 한 것은 잘 알려져 있다. 퀄컴은 한국이 코드분할다중접속(CDMA) 통신을 성공시킴으로써 반사이득과 스마트폰의 성장에 힘입어 신데렐라가 됐지만 과도한 이익을 챙긴다는 원성을 받기도 했다. 지금 삼성과 애플의 스마트폰은 모두 퀄컴 칩을 사용하고 있는데 최근 불만을 가진 애플이 퀄컴 칩 대신 인텔 칩을 사용하기로 함으로써 퀄컴이 곤경에 빠져 있으며, 새로운 성장 동력을 추구하던 퀄컴의 자동차 칩 분야 진출을 중국이 제동을 걸고 있는 상황이다. 이제 반도체 기술은 과거 단순히 계산을 잘하는 칩과 기억을 잘하는 칩이라는 관점으로부터 한 국가의 경쟁력과 보안을 좌지우지하는 핵심 기술로 변화하고 있다. 반도체는 모든 IT 제품의 핵심 부품으로 컴퓨터를 비롯해 통신장비 및 통신시스템, 자동차, 디지털 가전제품, 산업기계, 컨트롤 시스템 등 그 적용 분야가 매우 광범위하다.이런 가운데 반도체 분야에서 한동안 주춤하던 미국이 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 중심이 돼 반도체 부활과 함께 미래 핵심 산업 기술을 주도하려 하고 있다. 그 내용은 반도체칩을 AI 기법을 이용해 쉽게 설계하는 것과 현재 컴퓨터 칩을 더욱 소형화해 소형화된 칩끼리 쉽게 소통토록 하여 빅데이터 시대에 대응하는 것으로 상당한 성과를 거두고 있다. 특히 인텔은 컴퓨터 칩을 더욱더 소형화하며 소통 표준 구조를 제안하고 있다. 또 칩을 포장하기 전에 반도체 칩을 미리 반도체 기술로 연결한 후 포장하는 전략이 반도체 위탁생산 세계 최대 기업인 대만 TSMC를 중심으로 일고 있다.전 세계가 더욱 빠르고 소형화되는 미래 정보기술(IT) 시대에 대응하기 위해 숨가쁘게 움직이고 있다. 반도체는 우리나라가 수출점유율이 높고, 기술경쟁에서 우위를 가지는 분야이므로 매우 중요하다. 미·중 간 무역전쟁이 반도체기술 유출 금지와 같은 하이테크 전쟁으로 확전되고 있는 만큼 우리의 철저한 대응 전략이 필요한 때이다.박영준 전 서울대 교수 전기정보공학

요즘 한낮 폭염이 밤에도 이어지면서 잠을 이루지 못해 불면증으로 피로가 쌓이고 일상생활에 지장을 받기도 한다. 이렇듯 뜨거운 햇빛과 높은 온도가 대한민국을 달구다 보니 낮이고 밤이고 시원한 바람을 찾게 된다.바람은 두 지점 간의 기압 차가 생길 때 그 차이의 힘에 의해 이동하는 공기의 흐름을 말한다. 이러한 자연 바람에 대해 1805년 영국의 해군제독 겸 수로 학자였던 프랜시스 보퍼트는 해상용으로 바람의 종류를 처음 구분했다. 이후 1962년 세계기상기구(WMO)가 바람의 단계를 0에서 12까지 13단계로 재정리해 육지에서 기상용으로 사용할 수 있도록 했다. 바람의 세기를 0단계는 고요, 1단계는 실바람, 2단계는 남실바람, 3단계는 산들바람, 4단계는 건들바람, 5단계는 흔들바람, 6단계는 된바람, 7단계는 센바람, 8단계는 큰바람, 9단계는 큰 센바람, 10단계는 노대바람, 11단계는 왕바람, 12단계는 싹쓸바람으로 분류한 것이다. 이 중 흔히 바람이 시원하다는 것은 얼굴에 바람을 느낄 수 있고 나뭇잎이 살랑거리는 단계인 ‘남실바람’과 나뭇잎과 가느다란 가지가 흔들리고 깃발이 가볍게 날리는 단계인 ‘산들바람’처럼 스쳐 지나가면서 우리 몸의 열을 적당히 빼앗아 갈 때의 느낌을 말한다. 김광선 코리아텍 교수 메카트로닉스공학이외 무더운 날씨에 우리에게 인위적으로 바람을 제공하면서 실내를 시원하게 해주는 대표적인 공학적 품목으로 선풍기와 에어컨이 있다. 근래 들어 선풍기와 에어컨은 신소재 및 3D프린팅 기술과 보다 창의적인 디자인 및 소프트웨어 제어 기술의 도입으로 매우 다양한 형태의 기능을 가진 제품으로 발전하고 있다. 선풍기는 단순한 바람 제공뿐만 아니라 시원한 공기 제공과 함께 실내 공기를 자연스럽게 순환시켜 주는 공기서큘레이터로 발전하고 있다. 에어컨도 찬바람을 공급하면서 실내 공간의 열적 조건과 사람의 움직임을 파악해 시원함을 최대한 느낄 수 있도록 개발되고 있다.그러면 이렇게 바람을 일으키는 공기의 이동은 어떤 원리에 의해 발생하는 것일까. 바람의 원리를 이용해 더욱 시원한 바람을 만들어낼 수는 없는 것일까. 공기의 이동은 공기를 포함하고 있는 공간에서 해당 공기의 단위 면적에 작용하는 압력의 차에 의해 발생한다. 위나 아래로의 공기 이동도 압력의 차에 의한 원리가 적용되고 동시에 지구상에 작용하는 중력이 영향을 미쳐 가벼운 공기가 무거운 공기와 만나 위로 밀려나는 현상이 발생하는 것이다. 공기가 열로 뜨거워지면 가벼워져 아래에서 위로 이동하는 현상이 대표적인 사례이다.이러한 공기 이동 현상을 관찰과 실험을 통해 수학적 방정식으로 유도해 낸 최초의 과학자는 다니엘 베르누이이다. 1738년 베르누이는 저서 ‘유체역학’에서 이동하는 유체의 유선상에서 유체는 속도에 의한 ‘운동에너지’, 정지상태에서의 ‘정압에너지’, 중력에 의한 ‘위치에너지’를 갖고 있는데 이에 대한 에너지의 합은 언제나 일정하다고 밝혔다. 유선을 따라 이동하는 유체에 추가적인 에너지 공급이나 손실이 없다면 속도의 감소는 압력의 증가를 가져오고, 압력의 감소는 속도의 증가를 정량적으로 계산할 수 있다는 ‘베르누이 방정식’을 발표한 것이다. 이는 삼각형 형태의 깔때기 출구를 통해 이동하고 있는 공기를 우리가 원하는 속도 및 압력으로 제어하고 싶을 때 에너지 보존 방정식인 ‘베르누이 방정식’을 활용하면 깔때기 형상 설계와 입구 속도 설정이 가능하다는 것이다.이처럼 시원한 바람의 조건에는 적당한 속도의 공기 이동이 중요하다. 하지만 공기의 온도와 습도도 빼놓을 수 없다. 일반적으로 사람이 쾌적함을 느끼는 온도는 15~20℃이고, 공기 중에 함유된 습기의 비율을 나타내는 상대습도는 15℃에서 70%, 18~20℃에서는 60%가 적당하다.인류는 기원전부터 다양한 방식으로 바람을 만들어 더위와 싸워왔다. 이제 반복되는 열대야로 잠 못 이루는 밤에 에어컨은 적당한 시간만 가동시켜 온도를 낮추고, 선풍기와 공기서큘레이터를 잘 활용함으로써 실내 공기의 흐름을 만들어내면 쾌적한 습도와 공기의 속도 조절이 얼마든지 가능하다. 열린 창문을 통해 들어올 수 있는 자연공기를 실내 시원한 공기의 흐름에 더해 잠을 청해보면 어떨까 싶다.김광선 코리아텍 교수 메카트로닉스공학

지난 3일은 ‘세계 1회용 비닐봉투 안 쓰는 날’로 올해로 9회째를 맞았다. 최근 발생했던 재활용 폐기물 대란도 1회용품과 무관하지 않으며 근본적 해결책을 마련하지 않고서는 언제든지 쓰레기 대란은 재현될 수 있다. 우리는 하루에도 여러 종류의 1회용품을 접하게 된다. 생수용 페트병, 커피숍에서 커피를 마시고 무심코 버리는 컵, 비 오는 날 대형 건물에 비치된 우산비닐 커버, 각종 포장용지 등 1회용품이 범람하고 있다.지속가능한 폐기물 관리를 위해서는 자연환경의 자정 순환 능력의 범위에서 폐기물이 환경 내로 유입돼야 한다. 현대 사회에서는 폐기물 발생이 자연계 자정 능력을 훨씬 초과해 소각, 매립, 재활용 등의 처리 방법을 거쳐 환경이 용납할 수 있는 2차 폐기물과 오염물질을 배출토록 계획하고 있다. 현재 1회용품은 사용의 편의성으로 폐기물 발생량이 빠르게 증가하고 있어 폐기물 관리 능력을 위협할 수준이다.김승도 한림대 교수 환경생명공학현재 1회용품의 원료는 주로 종이, 목재, 플라스틱, 알루미늄 등의 금속류로 구성돼 있다. 1회용품은 내구성을 높이기 위해 복합재질을 사용하고 물성을 높이기 위해 첨가제를 사용하는 경우가 대부분이다. 종이컵의 수분 흡수 방지를 위해 폴리에틸렌 코팅을 하고, 비나 눈 등에 대한 안정성 유지를 위해 전단지도 비닐 코팅을 하고 있다. 1회용품의 첨가제 중에는 환경호르몬인 포름알데히드, 비스페놀 A, 프탈레이트도 있다. 플라스틱류의 1회용품에 열을 가하는 과정에서 2차 물질로 환경호르몬이 생성 발현되기도 한다. 환경호르몬은 체외 화학물질로 호르몬과 화학구조가 유사해 호르몬 체계에 혼란을 일으켜 신체의 정상적인 내분비계 작용을 방해하는 물질이다. 그동안 플라스틱 재질의 1회용품에서 환경호르몬이 검출되면서 사회문제가 됐고, 이로 인해 종이로 재질을 많이 변경했으나 종이류에 합성수지 코팅을 하거나 플라스틱 재질의 1회용품은 아직도 많이 사용하고 있다.포장재, 페트병 등의 플라스틱은 중합체(폴리머)로서 단위체가 반복돼 연결된 고분자의 한 종류로 안정된 구조로 인해 수백 년 이상 분해되지 않고 환경에 잔류하면서 피해를 가중시킨다. 무단 투기된 폐플라스틱과 폐비닐로 이뤄진 한반도 면적의 7배에 해당하는 북태평양의 쓰레기섬이 대표적이다. 폐플라스틱은 분해과정을 거쳐 미세플라스틱으로 변화하고 생태계에 유입되며 먹이사슬을 통해 우리 식탁에 오르게 된다.자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 제10조에서는 음식점, 목욕장, 백화점, 그 밖의 업종 사업자는 1회용품의 사용을 억제하고 무상으로 제공하지 말아야 한다. 다만, 1회용품이 생분해성 수지제품인 경우에는 무상으로 제공할 수 있다. 그러나 현장에서는 1회용품 사용 관련법이 제대로 적용되지 않고 있다. 연간 1인당 1회용 컵 사용이 2009년에는 387개였으나 2015년에는 504개로 6년 만에 30% 증가했다. 1인당 비닐봉투 사용은 2009년 357개였으나 2015년에는 414개로 6년 만에 16% 증가했다.최근 환경부는 2030년까지 재활용률을 70%까지 올리고, 플라스틱 폐기물 발생량을 50% 줄이는 재활용 폐기물 관리 종합 대책을 마련했다. 거기에는 과대 포장을 억제하고, 1회용품의 사용은 획기적으로 줄인다고 발표했다. 커피전문점의 1회용 컵 사용량을 35% 저감, 50% 재활용률을 2022년까지 달성한다고 했으나 컵 이외 1회용품 발생을 원천적으로 줄이려는 계획은 거의 보이지 않고, 잘 썩지 않는 플라스틱 1회용품에 대한 강력한 대책도 없어 지속적으로 증가하는 1회용품 사용을 잡기에는 역부족이다. 반면 프랑스는 비닐봉투 등 1회용품 제품 사용을 2020년부터 전면 금지할 계획이다.과거 2008년에 규제 완화라는 명목으로 1회용 컵 보증금 제도를 폐지했다. 환경 분야에 대한 규제 완화는 근시적 안목에서는 유리한 듯 보이나 이로 인한 환경 피해는 엄청난 사회적·경제적 비용을 초래하므로 향후 환경 분야에 대한 규제를 완화하는 우는 범하지 말아야겠다.김승도 한림대 교수 환경생명공학

과학기술이 월드컵 축구에 얼마나 깊숙이 관련돼 있는지 우리는 이미 비디오 판독(VAR) 시스템을 통해 잘 알고 있다. 스웨덴전에서 야속하게 페널티킥을 허용한 VAR는 반대로 독일전에서는 우리 팀의 오프사이드 판정을 취소시킴으로써 승리를 이끈 원동력이 되기도 했다. 이 밖에도 이번 러시아 월드컵에서는 보이지 않는 기술이 곳곳에 숨겨 있는데 대회 때마다 가장 주목받는 축구공도 그중 하나다.22명의 선수와 3명의 심판 외에 경기장에 존재하는 유일한 변수는 바로 축구공이다. 모든 조건이 동일하더라도 공을 둘러싼 조각의 수, 재질, 이음매 등에 따라 축구공의 속도와 진행방향은 제각각이다. 그동안 사용된 국제축구연맹(FIFA) 공인구를 보면 대수롭지 않을 것 같은 축구공이 얼마나 중요하게 다뤄지는지 알 수 있다.정동훈 광운대 교수 인간컴퓨터상호작용학공인구가 처음 채택된 1970년 멕시코 월드컵 이후 축구공의 모양은 6각형 조각 20개와 5각형 조각 12개를 이은 32장으로 구성된 디자인이 일반적이었다. 그러나 2006년 독일 월드컵에서 공인구로 채택된 ‘팀가이스트’는 그동안의 전통을 깬 14조각의 프로펠러 모양으로 만들어져 더욱더 원형구조에 가깝게 됐다. 조각의 수가 줄어들었으니 조각과 조각이 만나 이음매가 필요한 곳도 60곳에서 24곳으로 줄었다.2010년 남아프리카공화국 월드컵의 공식 경기구로 사용된 ‘자불라니’는 3차원의 곡선 형태로 된 가죽조각 8개를 이어 붙여 만들었고, 2014년 브라질 월드컵에서는 조각의 수가 더 적어져 6개의 폴리우레탄 조각으로 만든 ‘브라주카’를 사용했다. 그리고 이번 2018 러시아 월드컵에서는 1970년 멕시코 월드컵에서 최초의 공인구로 선정된 축구공인 ‘텔스타’의 이름을 따서 ‘텔스타 18’로 명명됐는데, 조각의 수는 6개로 전 대회와 동일하지만 질감 있는 조각이 접착된 형태로 만들었다.좋은 축구공이란 공을 찬 선수가 원하는 방향으로 가야 하고, 컨트롤하기 쉬우며, 공의 궤적을 예측할 수 있어야 한다. 공을 만드는 조각의 수가 적으면 적을수록 완전한 원의 형태를 갖게 된다. 그리고 공이 완전 구형이 될수록 공기의 영향을 적게 받기에 원래 의도된 방향으로 정확하게 갈 수 있다. 32조각이었던 공이 6조각이 된 이유다.공의 질감은 속도와 비거리를 좌우한다. 골프공을 생각해보면 이해하기 쉽다. 골프공을 보면 조그맣게 파인 것을 볼 수 있는데 이를 딤플이라고 한다. 딤플은 공기저항을 줄이고, 공 표면에 ‘터뷸런스’라는 난기류를 발생시켜 양력(揚力)을 크게 해 비거리를 늘려준다. ‘텔스타 18’ 역시 공 표면에 있는 무수한 미세 돌기가 공의 속도를 빠르게 하고 비거리를 늘린다. 또한 이음매 길이가 줄수록 공의 움직임은 더 부드러워지지만 공의 흐름을 예측하기는 불가능해진다. 그래서 ‘텔스타 18’은 ‘브라주카와 마찬가지로 6면의 조각으로 구성돼 있지만 전체 이음매는 오히려 30% 더 길게 만들었다.이음매가 더 많아져 생긴 거친 표면을 부드럽게 하기 위해서는 이음매를 더 얕게 만들었고, 표면의 울퉁불퉁한 질감을 이전보다 더 줄였다. ‘텔스타 18’의 표면과 이음매 사이의 최대 높이 차이는 1.108mm이고, 조각과 조각 사이의 가장 넓은 거리 차이는 3.312mm이다. 이는 ‘브라주카’가 각각 1.402mm와 4.006mm인 것에 비하면 26.5%와 20.9%가 짧은 것이다. 1mm도 안 되는 차이가 중요한 이유는 공기역학 때문이다. 축구공 조각과 이것을 연결하기 위해 만든 이음매로 인해 축구공을 둘러싼 공기의 흐름은 달라진다. 바로 이 차이가 축구공의 불규칙적 떨림을 만들거나, 고속으로 날아갈 때 비대칭의 공기 흐름으로 바나나킥을 만들기도, 무회전 킥을 만들기도 한다.둘레 69cm, 무게 440g의 축구공이 만든 대축제가 서서히 저물고 있다. 메시의 현란한 드리블, 호날두의 무회전 킥, 노이어의 환상적인 방어를 더 이상 보지 못하는 것이 아쉽지만 축구장 내외에 스며든 기술이 또 다른 즐거움을 선사해 흥미진진한 러시아 월드컵이다.정동훈 광운대 교수 인간컴퓨터상호작용학

기술혁신에 관한 최근 논의를 따라가다 보면 ‘리빙랩(living lab)’이라는 용어를 자주 접하게 된다. 리빙랩은 살아 있는 실험실, 우리 마을 실험실, 사용자 참여형 혁신공간 등으로 표현되기도 한다. 리빙랩은 사회문제 해결을 위해 사용자가 주도적으로 기술혁신을 수행하는 실험적 공간으로 정의할 수 있다. 리빙랩은 기술혁신과 사회혁신의 결합을 표방하고 있는 셈이다. 이렇듯 사회 현안 해결에 과학기술을 본격 활용한다는점에서 리빙랩이 주목을 받고 있다.리빙랩은 2004년 미국 MIT(매사추세츠공대)의 윌리엄 미첼 교수가 처음 제안한 후 2006년에 유럽연합(EU)의 19개 도시가 ‘범유럽 리빙랩 네트워크’를 결성하면서 본격화됐다. 리빙랩이 미첼 교수에게는 연구자가 사용자를 관찰하고 실험하는 공간이었지만, 유럽에서는 사용자가 직접 실험을 설계하고 실행하는 적극적인 의미를 띠게 됐다. 사용자가 단순한 관찰 대상이 아니라 혁신 활동의 주체로 간주됐던 것이다. 그 후 리빙랩은 전 세계로 확산돼 현재 400여개나 구축되기에 이르렀다.송성수 부산대 교수 한국과학기술학회 회장우리나라에서는 2010년대에 들어와 리빙랩이 시작됐는데, 대표적인 예로는 성대골 리빙랩과 건너유 프로젝트를 들 수 있다. 서울시 동작구에 위치한 성대골은 2011년 후쿠시마 원전사고를 계기로 에너지 전환에 대한 실험을 시작했고, 2012년 서울시가 추진 중이던 에너지 자립마을 사업에 선정됐다. 그 후 마을주민, 사회적 기업가, 기술전문가, 공무원, NGO(비정부기구) 등이 협의체를 구성했으며 2016년부터 미니태양광을 개발하고 보급하는 활동을 전개하고 있다. 특히 성대골 리빙랩을 매개로 연구하는 지역 주민을 지칭하는 ‘마을연구원’이 탄생했다는 점은 주목할 만하다.‘건너유’는 2014년 대전에서 이뤄진 리빙랩 프로젝트였다. 대전시 유성구에 위치한 물고기다리에서는 비가 많이 내리면 안전사고가 빈번히 발생했는데, 이를 해결하기 위해 시민이 나섰던 것이다. 지역 주민은 대전시 사회적자본지원센터의 지원을 바탕으로 청년 메이커커뮤니티와 합세해 스마트폰으로 실시간 확인이 가능한 웹 서비스를 개발했다. 서버 및 모바일 시스템은 오픈소스 하드웨어인 아두이노를 활용해 구현했으며, 반복적인 개선을 통해 완성도를 높였다.최근에는 리빙랩이 일종의 붐을 맞이하고 있다. 성남시는 고령친화종합체험관을 매개로 고령친화제품 개발에 노인의 의견을 반영하기 위한 리빙랩을 운영하고 있다. 포항시는 포항테크노파크 주도로 지역사회 현안을 해결하는 데 대학을 참여시키는 리빙랩을 추진하고 있다. 부산시는 부산창조경제혁신센터를 매개로 스마트시티 조성사업에 리빙랩 개념을 도입하고 있다. 중앙정부의 경우에도 ‘사회문제 해결형 연구개발사업’과 ‘에너지기술 수용성 제고 및 사업화 촉진 사업’ 등을 통해 리빙랩에 대한 지원을 강화하고 있다. 2017년에는 리빙랩 연구자와 활동가를 중심으로 한국 리빙랩 네트워크가 결성돼 전국 곳곳을 누비고 있다.리빙랩이 확산되면서 그 의미도 다양한 형태로 진화하고 있다. 리빙랩을 매개로 정책적 의사 결정에 시민이 참여하는 것을 강조하기도 하고, 메이커스 운동이나 과학체험 활동의 일환으로 리빙랩을 보는 경우도 있다. 리빙랩에서 중소기업의 새로운 활로를 모색하기도 하고, 대학생들의 지역봉사 모델을 찾기도 한다. 그러나 리빙랩의 진정한 의미는 기술혁신과 사회혁신의 결합에 있다고 생각한다. 사회문제를 해결하는 데 과학기술이 활용되지 않는다면 리빙랩이라 보기 어렵고, 거꾸로 사회문제와 무관하게 과학기술의 개발이나 체험에만 초점을 두는 것도 리빙랩이라 할 수 없다.리빙랩의 정체성에 대한 고민은 과학기술과 사회에 대한 논의로 이어진다. 과거에는 사회가 과학기술 발전을 지원하는 것에 초점을 두었다면, 이제는 과학기술이 사회문제 해결에 기여해야 한다는 점이 강조되고 있는 것이다. 그것은 과학기술이 단순한 경제성장의 도구가 아니라 삶의 질 향상에 중요한 매개물이 돼야 한다는 점을 의미한다. 사실상 과학기술 발전 자체가 우리의 목적이 될 수는 없다. 더욱 좋은 사회를 만들기 위해 어떤 과학기술 활동으로 어떤 문제를 해결할 것인가를 고민해야 할 것이다.송성수 부산대 교수 한국과학기술학회 회장

올해 초 열린 국제전자제품박람회(CES)에서 세계적 반도체 기업인 ‘인텔’의 전 최고경영자(CEO) 브라이언 크르자니치가 양자(量子·quantum) 컴퓨터 기술을 소개하면서 미래 ‘꿈의 컴퓨터’로 불리는 양자 컴퓨터가 세간의 관심을 끈 바 있다.얼마 전에는 한국연구재단이 주최한 ‘글로벌 양자컴퓨팅 기술’ 워크숍에서도 많은 사람이 참여해 지대한 관심을 보였다. 한국에서도 양자 컴퓨터가 뜨거운 관심을 모으기 시작한 것이다.박영준 전 서울대 교수 전기정보공학양자 컴퓨터는 양자 역학의 원리에 따라 작동되는 첨단 미래형 컴퓨터로 인공지능(AI)·머신러닝 등 4차 산업혁명 핵심 분야의 컴퓨터 성능을 획기적으로 개선할 것으로 기대되는 차세대 컴퓨터 기술이다. 이러한 양자 컴퓨터는 집채만 한 크기를 차지하는 슈퍼 컴퓨터보다 1000배 정도 빨리 계산할 수 있고, 통신에 사용하면 해독이 불가능한 암호를 해독할 수도 있다. 더 나아가 지금 미국에서는 양자 컴퓨터 이후의 암호 해독 기술 개발도 박차를 가하고 있다. 이처럼 실리콘 밸리를 중심으로 한 정보기술(IT) 선두 기업이 양자 컴퓨터 벤처기업에 투자를 시작했음에도 현재 양자 컴퓨터를 전공한 인재를 찾기 힘든 상황이다. 이로 인해 양자 컴퓨터 분야를 전공하기만 하면 큰 돈을 주고라도 모셔 가는 게 현실이다.양자 컴퓨터 기술은 미국을 비롯해 캐나다, 유럽 벤처기업이 이끌고 있는데 특히 구글, 마이크로소프트, IBM 등 거대회사들이 거액의 투자를 통해 응용 가능성을 탐구하고 있다. 이같이 IT 글로벌 기업이 양자 컴퓨터 개발에 힘을 쏟는 이유는 양자 컴퓨터가 기존 디지털 컴퓨터에 비해 월등한 연산속도를 기반으로 큰 영향을 미칠 것으로 보기 때문이다. 한국에서는 아직 산업화 가능성을 탐구하는 수준은 아니지만 대학을 중심으로 수년 전부터 양자정보의 기본 처리 단위인 ‘큐비트’를 물리적으로 구현하기 위해 기초 연구가 이뤄지고 있다.그렇다면 양자 컴퓨터는 도대체 어떠한 이유로 디지털 컴퓨터보다 높은 성능을 가지는 것일까. 양자 컴퓨터는 ‘0’이기도 하고 ‘1’이기도 한 양자역학적 ‘중첩’ 상태를 이용해 병렬연산이 가능하다. 즉 기존 디지털 컴퓨터의 비트(bit)는 0과 1중 하나의 값만 입력할 수 있는 데 반해 양자 컴퓨터의 큐비트(Qbit)는 0과 1을 중첩할 수 있어 정보를 동시에 다량으로 처리한다. 이러한 특성 덕분에 양자 컴퓨터는 계산 효율이 높다.나아가 양자 컴퓨터의 진정한 기능은 두 개 이상의 큐비트를 서로 결합시키면 더 많은 정보를 표시하고 처리할 수 있다는 데 있다. 첫 번째 큐비트의 회전 형태가 두 번째 큐비트의 회전에 영향을 주게 만들면, 두 번째 큐비트의 정보가 변하게 된다. 이렇게 두 개 큐비트의 결합을 ‘양자 결합’이라고 하는데, 이를 통해 더 많은 양의 정보를 표현하고 처리할 길이 열리게 되는 것이다.그러면 큐비트를 표현하고 이를 마음대로 처리해 원하는 계산을 하기 위해서는 어떤 소자(素子)가 필요할까. 양자정보 처리에는 원자, 빛, 슈퍼 컨덕팅 소자 등 다양한 접근 방식이 존재하는데 무엇이 상업적인 양자 컴퓨터로 이어질지는 미지수다. 다만 양자역학적인 성질을 가진 전자의 스핀(성질)이나 빛이 가장 적합한 것으로 알려져 있다.양자 컴퓨터 시장은 아직 기술발전이 초기 단계로 이를 선점할 경우 큰 이익을 거둘 수 있다. 그러나 디지털 컴퓨터가 출현했을 때 인류가 이 컴퓨터로 무엇을 해야 하는지 몰랐듯이 지금은 양자 컴퓨터를 어떻게 사용해야 하는지 모르고 있다. 하지만 현재의 디지털 컴퓨터도 PC, 스마트 폰, 데이터 센터 같은 형태로 현대 문명의 도구가 됐다. 이렇듯 양자 컴퓨터도 이와 같은 성공 과정을 밟을 수도 있고, 기존 컴퓨터와 연계해서 특별한 문제를 잘 푸는 보조 수단이 될 수도 있을 것이다. IBM시스템 최고기술책임자(CTO) 스콧 크라우더는 모 신문과의 인터뷰에서 “5년 정도가 되면 양자 컴퓨터가 상용화될 것으로 보고 있다”고 말했다. 인류의 삶을 크게 바꿀 것으로 기대되는 양자 컴퓨터의 상용화가 머지않았으니 만반의 준비가 필요하다.박영준 전 서울대 교수 전기정보공학