“컴퓨터 활용한 다체계시스템 교육하고 연구하고파”
“컴퓨터 활용한 다체계시스템 교육하고 연구하고파”
  • 임성희 기자
  • 승인 2020.07.10 17:10
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[이슈메이커=임성희 기자]

“컴퓨터 활용한 다체계시스템 교육하고 연구하고파”
 
사진=임성희 기자
사진=임성희 기자

 

물리학(物理學)은 물질의 물리적 성질과 그것이 나타내는 모든 현상, 그리고 그들 사이의 관계나 법칙을 연구하는 학문이라고 정의된다. 자연과학 중에서 제일 기본적이고 가장 먼저 체계화된 학문으로 역사와 전통을 자랑하지만, 시대적 흐름에 민감하지 못해, 고루한 학문으로 치부되고 있기도 하다. 하지만 물리학이 새로운 옷을 입으면 어떻게 변신할 수 있는지를 제안하는 신진연구자가 있다. 그는 하드코어한 다체계연구 비전을 제시했다.
 
양자컴퓨터 실현에 필요한 가이드라인 제시 논문으로 주목
2020년 3월 고려대 세종캠퍼스 디스플레이·반도체물리학부에 부임한 이현용 교수는 순수물리학 전공자다. “순수물리학 하면 고루한 방식으로 연구한다는 이미지가 떠오르는데 그런 물리학의 보수적인 이미지를 탈피하고 변화에 능동적이고 새로움에 도전하는 학문으로의 탈바꿈을 주도하는 역할을 하고자 합니다” 학과 역시도 젊은 피를 수혈한 만큼 앞으로 새로운 도전을 준비하고 있기도 하다. 4차 산업혁명 시대 트렌드에 적합한 인재양성을 위한 준비에 이현용 교수의 역할이 클 것으로 보인다. 지난 3월에 부임했지만, 부임 전부터 캐나다 토론토대 김용백 교수, 일본 동경대 나오키 교수와 공동연구로 진행한 양자컴퓨터 관련 연구가 성과를 이뤄 네이처(Nature) 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 등재되며 많은 주목을 받았다. 양자컴퓨터는 세계적인 IT기업들이 선점하고자 하는 분야다. 키타에프 자성 물질은 마요라나 페르미온이라 불리는 매우 독특하고 별난 입자를 발현시킬 가능성이 있으며, 마요라나 페르미온은 양자 컴퓨터를 실현할 가능성을 갖는다. 그러나 이는 수학적 모델로서 존재하는 입자로, 아직 어떠한 물질에서도 존재 여부가 명확히 드러나지는 않았다. 이에 이현용 교수와 공동연구팀은 텐서 그물망이라 불리는 첨단의 수치계산 방법론을 도입하고 동경대 슈퍼컴퓨터를 활용해 키타에프 자성물질이 마요라나 입자를 발현시킬 수 있는 조건을 찾아냈다. 이현용 교수는 “텐서 그물망 방법론을 이용해 a-RuCl3 등 키타에프 자성 물질이 보일 수 있는 양자 상평형 그림(Quantum phase diagram)을 얻었습니다. 이 양자 상평형 그림은 키타에프 자성 물질로 제시된 다양한 양자 물질을 연구하는데 지도원리를 제시할 것으로 기대됩니다”라고 밝혔다. 양자컴퓨터를 실현할 수 있는 물질에 대한 가이드라인을 제시했다는 점에서 많은 연구자가 참고할 수 있는 중요한 논문이 탄생한 것이다. 이현용 교수가 앞으로 이를 바탕으로 또 어떤 연구를 진행할지 그 행보가 기대된다.
 
물리학과 빅데이터의 만남
넘쳐나는 빅데이터들 속에서 물리학의 생존방법은 무엇일까? 이현용 교수는 이에 대한 답을 제시한다. 빅데이터를 물리학적으로 해석한다면 어떨까? 그는 “상호작용을 처리하는 것이 물리라고 볼 수 있는데, 그러다 보니 상당히 효율성을 추구합니다. 그런 과정을 빅데이터 처리에 활용한다면 굉장히 흥미로운 결과를 얻을 수 있을 것이라 생각합니다”라고 설명했다. 순수물리학자로서 기초뿐만 아니라 응용 부분까지 겸비하며 미래를 준비하는 학생들에게 도움이 되고 싶다는 마음을 밝힌 이현용 교수는 점점 더 넓어질 자신의 연구 스펙트럼에 설레하는 것 같았다. “인공지능은 빅데이터 처리가 관건이기 때문에 물리와 빅데이터 연구가 잘 이뤄진다면 인공지능으로까지 연구영역을 확장할 수 있습니다. 이는 학문적으로나 교육적으로 많은 장점이 있습니다. 현재는 인공지능을 아느냐 모르느냐가 인정받을 수 있는 큰 요건이 될 수 있기 때문입니다” 이현용 교수는 전산다체계물리연구실을 운영하고 있다. 다체계시스템을 컴퓨터를 활용해 연구하는 것으로 여기서 핵심은 컴퓨터를 활용한다는 것이다. 전산학적 색채가 짙은 물리학을 다루는 연구자들이 우리나라에서는 희박한 편이다. 미국, 유럽, 일본, 중국 등에서는 이미 활발하게 연구가 이뤄지고 있지만 우리나라에서의 움직임은 거의 없다며 학회 유치 등 다방면에서 활성화를 위해 노력하고 싶다는 마음을 밝히는 그다. 이미 그를 중심으로 긍정적인 네트워크도 구성되고 있어 전망이 밝다.
 
“교수의 삶 안내해준 스승님들과 가족들에게 감사”
“박사후과정 지도교수님이셨던 성균관대 한정훈 교수님과 공동연구를 제안해주신 토론토대 김용백 교수님, 동경대 나오키 교수님께 감사드리고 싶어요. 그분들이 있으셨기에 제가 전산다체계시스템 쪽으로 더 열정을 쏟아부을 수 있었습니다. 그리고 오랫동안 지지해주고 응원해준 가족들에게도 감사드립니다. 전산다체계시스템 교육과 연구에서 반석이 될 수 있는 사람이 되겠습니다” 신진연구자로서 학계와 학교가 이현용 교수에게 거는 기대가 크다. 그만큼 그의 연구는 센세이셔널하고 세련됐다. 앞으로 그의 행보를 응원한다.


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