상온상압 초전도체가 사실이되면, 우리 삶은 어떻게 바뀔까?

상상초 힘내줘!!!

국내 소재의 퀀텀 에너지 연구소가 개발한 상온상압 초전도체가 현재 전 세계적인 관심을 끌고 있습니다. 초전도체는 전기 저항이 0이 되는 초전도 현상과 반자성 효과를 나타내는 물질로, 이 물질은 특히 내부 자기장을 외부로 내쫓는 마이스너 효과를 통해 강한 자기력을 발생시키며, 이러한 특성을 응용하여 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 이끌어낼 수 있습니다.

 

그동안의 초전도체가 초고온과 초고압에서만 작동하는 한계로 상용화가 어렵다는 문제가 있었습니다. 그러나 퀀텀 에너지 연구소가 공개한 'LK-99'라는 물질은 127도 이하의 상온과 일반 대기압에서도 초전도 현상을 나타내는 독특한 특성을 가지고 있으며, 이를 제조하는 방법 역시 상대적으로 간단합니다. 이러한 특징으로 인해 학회에서 교차 검증이 진행되고 있으며, 퀀텀 에너지 연구소 대표인 이석배는 관련 설명회를 한 달 이후에 열 예정이라고 밝혔습니다.

만약 '상온상압 초전도체'가 상용화된다면 IT 업계에서 어떤 변화가 발생할 수 있을까요?

 

반도체는 대체되진 않는다

초전도체는 전류가 흐를 때 에너지의 손실이 없기 때문에 이론적으로 전자기기에 적용했을 때 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 발열로 인한 성능 제약도 거의 없어지며, 이론적으로는 최고 성능을 발휘할 수 있습니다.

그러나 초전도체의 한 방향으로만 전류를 흐르게 하는 방법이 없어서 컴퓨터와 같은 전자기기에 적용하는 것은 어려웠습니다. 이로 인해 초전도체를 실용적으로 활용하기 위해서는 이러한 제한을 극복해야 했습니다.

 

지난해 네덜란드 델프트 공과대학 연구진의 2D 양자 재료 발견은 초전도체의 활용 가능성을 혁신적으로 확장했습니다. 이 연구 결과를 바탕으로, 초전도체가 단방향으로 전류를 흐르게 하는 특성을 활용하면 전자기기의 성능을 현격히 향상할 수 있게 됩니다. 예를 들어, 현재의 기가헤르츠 단위 컴퓨터 속도는 이제는 테라헤르츠 수준으로 발전할 수 있습니다. 이는 컴퓨팅 능력을 크게 향상할 것으로 예상됩니다. 

또한, 초전도체의 전류가 한 방향으로 흐른다는 특성은 집적회로를 더욱 고밀도로 배치하고 에너지 효율을 향상시키는 데 도움을 줄 것입니다. 초기에는 서버용 컴퓨터와 양자 컴퓨터 분야에서 초전도체의 활용이 빠르게 진전할 것으로 예상됩니다. 서버용 컴퓨터에서는 발열 문제와 전력 소비 감소 등의 혜택이 있을 것이며, 양자 컴퓨터에서도 극저온 환경을 필요로 하지 않아 유지 비용이 낮아질 것입니다.

양자 컴퓨터는 특히 초전도체를 기반으로 하며 양자 비트를 생성하고 제어하는 데 초전도체를 사용합니다. 상온상압 초전도체의 활용은 양자 컴퓨팅의 상용화를 가속화시킬 것으로 예상됩니다. 이것은 유지 보수 및 운영 비용을 줄여주며, 양자 컴퓨터의 일반적인 환경에서의 활용을 가능하게 할 것입니다.

 

상온상압 초전도체의 등장으로 컴퓨터 성능이 급격히 향상하면, 현대의 컴퓨팅 작업과 인공지능 개발에 현격한 진전이 기대됩니다. 현재, 인공지능 개발은 주로 그래픽 카드의 연산 능력을 활용하고 있습니다. 그러나 초전도체를 이용하여 데이터 처리 능력이 급격히 증가하면, 인공지능의 처리와 개발 속도가 급증할 것으로 예상됩니다. 이러한 발전은 자체적으로 사고하고 행동하는 일반 지능의 개발을 가속화할 가능성을 열어놓습니다. 그 결과, 현재의 심화 학습, 빅데이터 분석, 기계 학습 등이 크게 발전할 것으로 예측됩니다.

이로 인해 로봇 분야, 자율 주행, 의료, 환경 및 과학 연구 등 다양한 분야에서 인공지능의 성능이 크게 향상할 것으로 예상됩니다. 고민하고 작동하는 인공 지능이 더욱 빨리 개발될 가능성이 있으며, 높은 정확성과 민감도를 가진 센서 개발이 가능해져 거의 모든 산업 분야에서 생산성과 효율성이 향상할 것입니다. 이러한 발전은 암호화 및 보안, 통신 기술 등 컴퓨팅 환경을 안전하고 효과적으로 개선할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

상온상압 초전도체가 발견되더라도 현재의 반도체를 즉시 대체하기는 어려운 과정이 앞으로 기대됩니다. 현대 반도체 공정은 반세기 이상의 연구와 개발을 통해 축적된 결과물이며, 초전도체와 반도체의 특성이 다르기 때문에 새로운 출발이 필요합니다. 또한 제조 기술, 비용, 안정성, 신뢰성, 환경 문제 등 여러 측면에서 복합적인 고려 사항이 있습니다.

그러나 새로운 기술이 효율적으로 입증되면 반도체를 대체하는 과정이 빠르게 진행될 것으로 예상됩니다. 장기적으로는 이러한 기술이 우리의 일상생활에 혁명을 가져올 수 있을 것입니다. 더 효율적인 컴퓨팅, 빠른 데이터 처리, 높은 성능의 인공지능, 신속한 의료 진단, 환경 모니터링 및 에너지 효율화는 가능성이 열릴 것입니다. 이러한 변화는 산업과 사회 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

 

초전도체 기술의 현실적인 응용 분야 중 하나는 컴퓨터 및 노트북과 같은 전자 기기의 집적 회로 개선입니다. 이로써 처리 속도가 향상하고 동시에 전력 소비가 감소합니다. 밀도가 높아지므로 기기의 성능과 활용성이 크게 향상될 것으로 기대됩니다. 열 발생이 거의 없으므로 초고성능 노트북, 스마트폰, 초소형 증강현실 기기 등 새로운 혁신적인 제품들이 등장할 수 있습니다.

뿐만 아니라 초전도체의 뛰어난 전기 전도성을 활용하여 에너지 변환 시스템에도 혁명을 가져올 것으로 예상됩니다. 충전 및 방전 프로세스가 최적화되고 에너지 손실이 최소화될 것입니다. 처리 장치의 전력 소비가 줄어들면 사용 가능한 시간이 크게 증가하고, 센서 기술과 결합하여 에너지 효율이 최적화됩니다. 결과적으로 스마트폰 및 기타 디바이스의 배터리 수명이 길어지고, 스마트 워치, 전기 자동차 등의 충전 속도와 효율도 향상될 것입니다. 이는 일상생활에 큰 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.