“天才요? 財數도 했어요… 努力은 빛을 봅니다” 30代에 世界碩學 최순원 MIT 敎授 [김현수의 뉴욕人]

東亞日報
入力 2023年 10月 12日 10時 47分

김현수 記者

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네이처지 등 주요 학술지에 ‘세계 최초’ 논문을 쏟아내고 있는 세계적 양자 물리학자 최순원 MIT 교수(36). 케임브리지=김현수 특파원 kimhs@donga.com — 네이처지 等主要學術誌에 ‘世界最初’ 論文을 쏟아내고 있는 世界的兩者物理學者 최순원 MIT 敎授(36). 케임브리지=김현수 特派員 kimhs@donga.com

美國 매사추세츠주 케임브리지에 位置한 매사추세츠工大(MIT) 物理學科. 라운지 같은 空間에 粉筆漆板이 곳곳에 걸려 있었다. 暗號文 같은 修飾이 빽빽한 漆板 앞에서 硏究員들이 英語中國語獨逸語로 곳곳에서 討論中이었다. 美國 드라마 ‘빅뱅 理論’李 떠올랐다.

“物理學이라고 집에서 혼자 工夫하는 게 아니에요. 아이디어는 共有하면서 發展될 수 있거든요.”

최순원 MIT 物理學科敎授(36)의 硏究室에도 壁 하나를 차지한 漆板이 보였다. 世界的인 兩者物理學者로 꼽히는 崔敎授는 兩者시뮬레이션, 兩者計測, 兩者情報理論, 量子人工知能, 兩者計算 및 알고리즘 開發等量子科學全分野에 걸친 硏究論文을 有力學術誌에 揭載해 왔다. 아직 30代지만 네이처와 사이언스에 揭載된 論文篇數가 約 18篇에 이른다.

兩者科學은 未來技術戰爭의 核心으로 불리는 分野다. 우리가 學校에서 배웠던 古典物理學法則이 通用되지 않는 微視世界. 이 곳에서 벌어지는 獨特한 物理現象들을 利用해 컴퓨터, 人工知能, 新藥全分野에 革命的變化를 일으킬 것으로 期待되고 있다.

第 37回 인촌賞科學·技術部門受賞을 契機로 MIT 硏究室에서 만난 崔敎授는 量子科學을 두고 “想像을 實現할 수 있는 재미있는 學問”이라며 웃었다.

지난달 찾은 매사추세츠공대(MIT) 전경. 케임브리지=김현수 특파원 kimhs@donga.com — 지난달 찾은 매사추세츠工大(MIT) 前景. 케임브리지=김현수 特派員 kimhs@donga.com

―大田과학고, 칼텍 學部, 하버드대 席·博士, MIT 敎授…어릴 때부터 工夫를 잘했다고 들었습니다. 요즘 韓國의 ‘트렌드’가 된 醫大가 아닌 物理學을 擇한 理由가 궁금합니다.

“周邊에서는 醫大 얘기를 宏壯히 많이 꺼냈지만 家族도 저도 醫大를 생각해 본적이 없었어요. 아버지와 對話를 많이 하며 자랐는데, 아버지는 ‘最大限可能性을 넓히는 方向으로 選擇하라’고 助言해주셨죠. 醫師로의 人生을 생각하면 재미없게 느껴졌고, 可能性을 열어가고 싶었어요.”

―量子科學에 빠진 契機는 뭔가요?

“칼텍 學部時節人生을 바꾼 授業이 있었어요! 칼텍은 다른 專攻過程을 受講하도록 해서 物理學科 비슷한 게 뭐가 있을까 보다 電算學의 情報理論을 受講해봤죠. 情報처럼 抽象的으로 느껴지는 槪念을 科學의 領域으로 가져올 수 있을까 궁금했는데 物理의 質量, 부피처럼 情報도 定量化할 수 있고 貯藏할 수 있다는 點에 끌렸습니다. 이미 高度化된 技術로서 情報學을 工夫하기보다 純粹自然科學次元에서 情報를 깊게 理解하고 싶었어요. 그렇다면 自然科學에서 根幹이 되는 것이 量子力學이니 量子力學과 情報學을 합친 ‘量子情報科學’이 제가 가야할 길이라고 생각했습니다.”

―그럼 碩士 때부터 兩者情報科學을 硏究한 건가요?

“學部에서 바로 兩者情報科學專攻敎授님이 있는지 찾아봤죠. 놀랍게도 그 分野代價인 존 프레스킬 敎授님이 칼텍에 계신 거예요. ‘제가 아직 學部生이지만 敎授님 硏究그룹에 參與할 수 있을까요’라고 e메일을 썼는데 答狀을 안주시더라고요. 履歷書를 들고 無酌定 찾아갔어요. 한番 봐달라고 하니 그냥 테이블에 놓고 가라고 하더라고요. 다음 週에 또 가서 窓門 너머로 보니 제 履歷書가 올려놓은 자리에 그대로 있는 거예요. 읽어보시지 않은 거죠. 다시 가서 ‘하나 더 놔드릴게요’ 하고 履歷書를 두고 왔습니다. 그렇게 每週 들려서 여쭙던 게 한달 쯤 되자 敎授님이 저를 불러 세우시더라고요.

‘나는 웬만하면 學部生들과 硏究하지 않는다. 다른 敎授를 찾아라.’

‘저는 아무 硏究나 하고 싶은 게 아닙니다. 꼭 敎授님과 兩者硏究를 하고 싶은 겁니다. 敎授님께서 아직 考慮하시는 段階라면 좀 더 기다려보겠습니다’

이렇게 對答했지만 너무 속상해서 學校運動場을 한 20바퀴, 한 時間 넘게 뛰었어요. 抛棄해야하나 房으로 돌아와 컴퓨터를 열었더니 敎授님 e메일이 와 있는 거예요. 硏究室博士들이 提案해 준 4個硏究主題中 마음에 드는 것을 選擇하라고 하시더군요. 只今 생각해보면 抛棄하라고 하신 게 저를 테스트해보셨던 것 같아요. 敎授님은 只今도 助言을 注視는 제 人生의 멘토입니다.”

崔敎授가 學部時節世界的인 理論物理學者 프레스킬 敎授의 硏究室에 合流했을 때 錚錚한 同期들이 많았다고 한다. 그 中에는 챗GPT의 設計者이자 오픈AI 共同創業者인 존 슐만度 있었다.

―2017年 하버드대 博士課程中에 ‘時間決定(Time Crystals)’을 世界最初로 具現해 네이처지 表紙를 裝飾했다고 들었습니다. 이걸 48時間 만에 해냈다는 게 事實인가요?

“硏究提案을 쓰고 實驗結果가 나오기까지 48時間이지만 事實 3年以上 그 槪念을 배우고 생각해 왔기 때문에 아이디어가 불현듯 떠올랐던 것 같아요. ‘決定(Crystal)’은 物理學에서 重要한 意味가 있는데요, 소금을 생각해보세요. 소금 決定은 어느 面으로 깎아도 일정한 패턴이 있습니다. 그런 空間 속의 ‘結晶體(crystals)’처럼 時間이 흘러도 物質의 原子構造等이 일정한 패턴으로 反復해서 變化하는 物質을 時間決定이라고 합니다. 움직인다는 것은 에너지가 높다는 것인데 이를 어떻게 安定化해서 原子들을 同期化 할 수 있을지가 問題였어요. 어느 날 工夫中에 갑자기 아이디어가 떠올랐고, 바로 硏究提案書를 썼죠. 同僚였던 實驗物理學者 최준희 現 스탠퍼드대 敎授가 實驗으로 이를 具現했습니다.

事實 이 硏究는 所屬硏究室 프로젝트가 아니었어요. 그냥 저희가 궁금해서 始作한 거라 業務를 다 끝내고 하고 싶던 硏究를 金曜日 저녁부터 始作한거죠. 다음 날 崔敎授님이 ‘된다’고 보내줬던 카톡 소리가 잊히질 않네요. 와, 正말 기뻤습니다.”

―서른 살이셨는데 … 불金代身硏究를 하신 건가요?

“저희 생각이 맞다면 世界最初로 어떤 物質을 具現할 수 있는 것이니 眞心으로 궁금했고 이게 가장 재미있는 일이었던 거죠. 時間決定論文은 제 다른 論文에 비해 重要度가 떨어질 수도 있지만 다른 面에서 저에게 큰 힘을 줬어요. 博士 4年次에 進路에 對한 苦悶도 많았고, 그때 硏究가 잘 안 풀린다고 생각하고 있었거든요. 다른 길을 가야하는 것인가 挫折할 때도 있었죠. 48時間 만에 아이디어를 具現했지만 이는 結局數年 동안 쌓았던 努力이 바탕이 된 것이잖아요. 熱心히 努力하면 언젠가는 빛을 볼 수 있다는 믿음을 갖게 해줬습니다.”

MIT 응용물리학과 복도에서 포즈를 취한 최순원 MIT 교수. 케임브리지=김현수 특파원 kimhs@donga.com — MIT 應用物理學科複道에서 포즈를 取한 최순원 MIT 敎授. 케임브리지=김현수 特派員 kimhs@donga.com

―‘天才’로서 坦坦大路를 걸으신 것 같은데 挫折의 瞬間이 있었다니요?

“博士 3年次 무렵에도 힘들었죠. 親舊들은 다들 論文도 잘 쓰는데 나만 못하는 것 같아 한참 괴로웠습니다. 指導敎授님께 率直하게 ‘제가 못하면 못한다고 피드백을 달라. 그래야 向後進路를 選擇할 수 있다’고 했어요. 그랬더니 敎授님이 잘하고 있고, 成果에 神經 쓰지 말라고 하시며 이렇게 말씀하셨어요.

‘어떤 사람은 自己가 풀 수 있는 問題만 고르고 빨리 풀고 論文을 쓴다. 하지만 正말 풀어야할 問題를 選擇해서 어렵지만 끝까지 풀어내는 사람이 있다. 宏壯히 어렵겠지만 우리는 後者를 擇해야 한다.’ 이는 只今 제 弟子들에게도 하는 말입니다.

그리고 저 坦坦大路 같아 보인다지만 事實再修했어요. (웃음) 英語도 잘 못했고요. 科學高早期卒業後三星奬學財團留學奬學金支援에 選拔됐는데 정작 志願大學은 다 떨어진 거예요. 國際競試大會首相도 있고 해서 當然히 어디 하나는 붙을 줄 알고 家族이 이미 함께 美國 갈 準備를 마친 狀態였어요. 公務員이신 아버지(現 최민호 世宗市場)는 海外硏修, 어머니는 休職, 누나는 休學을 申請한 거죠. 再修生으로 美國에 가서 寞寞했습니다. 奬學金 없이 비싼 美國大學에 다닐 수 있을까 걱정도 많았는데 多幸히 三星에서 그 다음해에도 뽑아주셨습니다. 알고 보니 高等學校恩師께서 저에게 한 番 더 機會를 줘 달라는 便紙를 三星財團에 보내주신 것 같더라고요.

再修時節 워싱턴 디씨 隣近에 살며 周邊大學物理學敎授님들께 無作定 인턴이라도 해보고 싶다고 e메일을 보냈었어요. 多幸히 조지타운대 敎授님께서 答을 주셔서 大學志願書에 經驗을 얹을 수 있었습니다. 美國版修能人 SAT는 1年工夫를 더 했는데도 1點도 안 올랐어요.(웃음)”

―科學專攻이 아닌 사람 立場에선 ‘量子科學硏究가 나와 무슨 相關이지, 世上을 어떻게 바꾼다는 것이지’란 疑問이 들기도 합니다.

“우리가 100年前 트랜지스터 開發하는 분을 인터뷰한다고 생각해봅시다. ‘컴퓨터라는 걸 만들어서 뭐하려고요?’라고 물으면 아마도 ‘會計精算에 큰 도움이 될 것’이라고 答할 것 같아요. 草創期硏究者들은 只今과 같은 世上을 想像하며 컴퓨터를 만들지 않았을 겁니다. 컴퓨터를 만들었으니까 以後에 스마트폰, 인터넷, 컴퓨터 게임 等世上이 完全히 달라진 거죠.

저는 量子컴퓨터나 兩者시뮬레이터도 100年前 트랜지스터와 같다고 생각해요. 이게 어디에 어떻게 쓰일지 모르지만 모른다고 安住할 수는 없죠. 뭐가 달라질지 누군가는 硏究해 나가는 겁니다. 自然을 더 理解하고 싶고요.

우리가 사는 古典力學으로 說明할 수 없는 兩者現象을 우리 世上으로 끌어오면 모든 게 바뀔 겁니다. 사람들은 에너지를 볼 수 없고 電氣가 作動되는 原理를 具體的으로 모르더라도 그게 우리 삶을 바꾼 걸 알죠. 未來에는 사람들이 養子라는 말을 달고 살 거라고 믿어요.

兩者컴퓨터는 單純히 速度가 빨라진다는 槪念이 아니라 不可能한 것을 可能케 하며 漸進的變化가 아닌 엄청난 變化를 가져올 겁니다. 例를 들어 現在暗號體系는 素因數分解를 活用한 것인데 兩者컴퓨터는 瞬息間에 이를 풀어서 現在暗號化 시스템 保安을 깨버려요. 또 未來에 兩者 시뮬레이터는 化學反應을 미리 豫測할 수 있도록 해 新藥開發에 큰 도움이 될 겁니다.

이렇게 이미 量子科學은 컴퓨팅, 暗號, 新藥等全分野에 걸쳐 새로운 世上을 準備하고 있고, 想像할 수 없을 程度로 未來를 바꿀 겁니다. 純粹科學者로서 새롭게 自然을 理解하고 實用部門에도 寄與하는 學者가 되고 싶어요.”