왜 암호화圈이 실온 초전도체에 주목해야 하는가?

작성자：Fishery Isla，Biteye 핵심 기여자

편집자：Crush，Biteye 핵심 기여자

최근 「실온 초전도체」라는 용어가 전 세계적으로 빠르게 퍼지고 있으며, 관련 개념의 투자 대상도 자본 시장에서 지속적으로 활발히 거래되고 있습니다.

이 모든 이야기는 7월 22일, 한국 연구팀이 발표한 논문에서 시작되었습니다. 이들은 상압 실온 초전도체 LK-99 결정체를 발견했다고 주장하며, 정상 대기 환경에서 127도 이하에서 초전도를 실현할 수 있다고 밝혔습니다. 이는 거의 모든 환경에서 초전도 특성을 가질 수 있다는 것을 의미합니다.

실온 초전도체는 오랫동안 과학자들이 꿈꿔온 물리학의 성배입니다. 만약 이 발견이 사실이라면, 제4차 기술 혁명이 도래할 것이며, 인류 사회의 모든 전자 기기는 교체해야 하고, 심지어 가장 기본적인 전선도 교체해야 하며, 모든 산업의 게임 규칙도 근본적으로 변화할 것입니다.

01 자본 시장의 지연 반응

인류 사회를 뒤흔들 수 있는 연구 결과로서, 이는 전 세계적으로 동료 평가와 반복 실험을 거쳐야만 확인될 수 있으며, 이후 응용 단계로 나아갈 수 있습니다.

그러나 학계에서 결론을 내리기도 전에 자본 시장은 예외 없이 열광에 빠졌습니다. 8월 1일, 미국 초전도 주식 AMSC는 장전 거래에서 71% 급등했으며, 최고 상승폭은 150%에 달했습니다. 정말 미친 상황이었습니다.

하지만 일반적으로 가장 민감한 자본 시장이 이번에는 한국 팀이 논문을 발표한 지 10일이 지나서야 반응을 보였습니다. 이전의 투기 논리와 비교했을 때 너무 늦었습니다. 그 이유를 이해하기 위해, 논문 발표 후 10일 동안 어떤 일이 있었는지 되짚어보겠습니다.

논문 발표 당시, 큰 주목을 받지 못했습니다.

한편으로는 올해 3월 미국 로체스터 대학교의 Ranga Dias 교수가 실온 초전도체를 발표했을 때 사회적 관심을 끌었으나, 이후 여러 기관이 결론에 의문을 제기하며 오해로 판명되었기 때문입니다.

다른 한편으로는, 한국 팀의 논문에서의 설명이 너무 비현실적이어서 학계의 기존 인식과 동떨어져 있었습니다. 제 직감으로는 상압 실온 초전도체는 초첨단 기술이며, 제조 과정에서 다양한 고급 기술이 사용될 것이라고 생각했습니다.

하지만 이번 한국 팀의 논문은 고대 연금술과 비슷한 방법을 공개했습니다. 즉, 값싼 분말 재료를 주어진 비율에 따라 가마에 넣고 태우는 방식이었습니다. 장비 요구 사항이 고등학교 실험실에서도 가능할 정도로 낮았습니다.

따라서 일부 Twitter의 학술 대 V들은 LK-99를 재현하는 실험실을 'Kitchen'(주방)이라고 부르며, 제조 과정의 장벽이 얼마나 낮은지를 보여주었습니다.

그러나 학문을 논하지 않고, 단순히 인간성의 관점에서 생각해보면: 더 깊이 생각해보면, 만약 이것이 학술적 사기라면, 제조 방법이 너무 간단하여 적은 비용과 시간으로 사기를 폭로할 수 있습니다.

또한 한국 팀은 세 번째 저자 자리를 놓고 내분이 발생했습니다(참고: 노벨상은 한 번에 최대 3명만 수여됨, 이 연구의 1, 2 저자 순위는 이미 결정됨). 따라서 만약 LK-99 초전도가 허구라면, 팀이 이렇게 터무니없는 각본을 연출할 필요가 없었습니다.

자본 시장의 열광이 시작되기 전 10일의 시간선으로 돌아가면, 이론적으로 3일 반이면 샘플을 태울 수 있습니다. 그러나 9일 동안 전 세계는 한국 팀이 설명한 샘플을 태우지 못했습니다.

하지만 10일째, 중미 두 나라의 실험실이 초전도 결정체 LK-99의 제조에 대해 긍정적인 결과를 발표하면서 8월 1일 자본 시장은 열광에 빠졌습니다.

02 LK-99의 제조 과정에서 예상되는 도래 시간

만약 실온 초전도체 재료가 정말 발견된다면, 우리는 이 혜택을 누리기 위해 얼마나 걸릴까요?

이 질문에 답하기 위해서는, 왜 전 세계의 많은 실험실이 지금까지 몇 개의 미세한 크기의 샘플만 합성했는지 이해해야 합니다. LK-99 결정체가 초전도 특성을 가질 가능성에 대해 알아야 하며, 한국 팀이 왜 이 기술을 공유하려고 하는지도 파악해야 합니다.

초전도 이론에 따르면, 재료 내의 특별한 구조가 입자 간의 압력을 이용해 입자를 서로 잠그면(Cooper pairs), 상온 초전도를 실현할 수 있습니다.

한국 팀은 고온에서 태우는 과정을 통해 샘플 내에 이러한 특별한 구조를 형성했습니다. 즉, 구리 입자가 납 입자를 감싸면서 초전도 효과를 실현했습니다. 그러나 이러한 태우는 방식은 복권과 같아서, 입자가 태우는 과정에서 특정 위치로 무작위로 이동해야만 한국 팀의 영상을 재현할 수 있습니다.

따라서 겉보기에는 간단한 제조 과정이지만, 제3자의 재현 실험이 그렇게 어려운 이유를 설명합니다. 이는 또한 한국 팀이 샘플을 내놓지 못하는 이유를 설명합니다.

동시에 한국 팀이 비밀을 포기하고 이 기술 세부 사항을 공개한 것도 이해가 됩니다. 만약 그들이 공개한 대로 1999년에 LK-99를 발견하고 이렇게 오랫동안 비밀을 유지했으며, 심지어 내놓을 샘플조차 태우지 못했다면, 계속 비밀을 유지하는 것은 다른 사람들이 먼저 발표할 위험이 있습니다.

그렇다면 차라리 직접 공개하여 노벨상 자리를 확보하고, 이미 신청한 특허로 수익을 올리는 것이 낫습니다.

현재 전 세계 실험실의 재현 결과를 보면, 한국 팀의 논문에서 제공한 방법으로 LK-99를 제조하는 성공률이 매우 낮다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 복권식 제조 방법은 실험실 검증 단계에만 적합합니다.

만약 미래에 LK-99가 초전도 성질을 확실히 갖게 된다면, 다음 단계는 과학자들이 구리 입자가 납 입자를 감싸면서 특별한 통로를 형성하는 대규모 저비용 방법을 연구해야 합니다. 이는 쉬운 일이 아니며, 각국 정부는 산업 협력이 필요하고, 결국 실온 초전도 재료의 대규모 생산이 이루어져야 합니다. 그때서야 우리가 말하는 제4차 기술 혁명이 겨우 시작된 것에 불과합니다.

우리가 사용할 민간 전자 소비재의 초전도 보급은 최소 20-30년의 시간이 필요합니다.

초전도체가 우선적으로 사용될 수 있는 장면은 대전력, 고정밀 분야입니다. 군사 및 항공 우주 분야와 같은 곳입니다. 소비 전자 제품으로 확산되기 위해서는 명확한 응용 장면과 효과적인 비즈니스 모델이 필요하며, 뚜렷한 사용자 경험 향상과 수익 공간이 있어야 기업이 추진할 것입니다.

또한 초전도체의 도입은 전자 산업 체인의 업그레이드와 개조가 필요합니다. 전원, 제어, 인터페이스, 제조 장비 등의 전면적인 적합이 필요합니다. 재료에서 구성 요소, 제품으로의 업그레이드와 교체는 긴 주기가 필요합니다.

종합적으로 볼 때, 기술에서 산업화, 상용화까지의 전 과정에서 대규모로 초전도체를 사용하여 민간 전자 제품을 개발하고 생산하는 데 20-30년의 시간이 합리적인 추정 기간입니다.

따라서 단기적으로 LK-99가 초전도 성질을 갖고 있다 하더라도, 이는 실험실 및 학문적 차원에 머물러 있을 뿐입니다. 이번 자본 시장의 동요는 분명히 투기적 거래에 의해 촉발된 것입니다.

03 초전도 이후 시대의 AI와 Web3(블록체인)

마지막으로, 인류가 정말로 실온 초전도체를 제조하게 된다면 무엇을 의미하는지, 그리고 다른 기술 혁신 분야에 미치는 영향을 전망해 보겠습니다.

거시적으로, 가장 직관적인 것은 전기 전자 제품에 미치는 영향입니다. 모든 전력 시스템 관련 장비와 제품이 수동적으로 업그레이드되며, 무게와 부피가 대폭 줄어들어 수십 년간 지속적인 수요를 형성할 것입니다.

이렇게 거대한 수요 속에서 초전도체는 수조 규모의 신흥 산업을 가져올 것입니다. 현재 성능이 떨어지는 전동기와 전선을 교체하는 것만으로도 엄청난 공사가 필요하며, 이는 고용 수요를 엄청나게 증가시켜 현재 침체된 세계 경제를 완전히 활성화할 수 있습니다. 마치 전기화 기술이 전 세계를 변화시킨 것처럼 말입니다.

동시에 산업 구조를 재편성하여 많은 전통 산업이 전환 압박에 직면하게 될 것입니다.

거시적으로, 초전도체 기술은 글로벌 가치 사슬을 재구성할 것이며, 기술 강국과 제조업 강국이 그 안에서 우위를 점할 것입니다.

초전도 기술을掌握하는 것은 국가 종합 실력을 향상시키는 핵심이 될 것입니다. 이는 한 국가의 경제, 산업, 국방 등 미래의 위치에 직접적인 영향을 미칠 것입니다. 이는 각국이 초전도 분야에서 경쟁을 촉발할 것입니다. 또한 무역 흐름과 무역 내용을 변화시킬 것이며, 관련 원자재는 새로운 중요한 무역 상품이 될 것입니다.

특정 산업에 대해 말하자면, 전통적인 전력, 전자, 정보 분야는 근본적인 충격에 직면하게 될 것입니다. 일부 신흥 산업 체인은 전통 산업의 변화 속에서 새로운 성장점이 될 것입니다. 현재 가장 많은 자금을 유치하고 있는 AI와 블록체인과 같은 분야가 그 예입니다.

현재 AI의 발전은 하드웨어 연산 능력에 제약을 받고 있습니다. 초전도 재료가 칩 산업에 적용된다면, 연산 능력은 질적으로 향상될 것입니다. 얼마나 향상될지는 인류의 초전도 연구 심화 정도에 달려 있습니다. 초전도는 전자 회로의 향상에 두 가지 수준이 있습니다:

첫 번째 수준은 유사한 트랜지스터 구조에서 초전도 재료를 사용하는 것입니다(초전도 컴퓨팅). 그때 칩은 더 빨라지고 성능은 몇 배로 향상되며, 전력 소모도 줄어들고 현재의 전통적인 트랜지스터보다 더 밀집하게 포장될 수 있습니다. 현재의 AI 훈련 규모는 더 이상 문제가 되지 않을 것입니다.

더 깊은 수준은 초전도 성질에 대한 추가 연구 후, 양자 초전도 컴퓨팅(초전도 양자 컴퓨팅) 분야를 개척하는 것입니다. 이는 기하급수적인 향상을 가져올 것입니다.

초전도 양자 컴퓨팅은 고체 양자 컴퓨팅의 한 분파로, 양자 컴퓨터의 범주에 속합니다. 이는 초전도 양자 비트를 인공 원자나 양자 점으로 사용하여 초전도 전자 회로를 구현합니다.

Google, IBM, Intel 등 인터넷 및 칩 거대 기업들은 초전도 양자 컴퓨팅 분야에서 오랫동안 연구를 해왔으며, 일부 기술을 축적했습니다. 만약 LK-99가 실제로 초전도 성질을 갖고 있다면, 인류의 양자 컴퓨팅 연구는 큰 진전을 이룰 것입니다.

양자 컴퓨터에 대해 이야기할 때, 블록체인에 미치는 영향도 언급하지 않을 수 없습니다.

안전성 측면에서, 양자 컴퓨터는 해시 함수를 푸는 데 능숙하지 않기 때문에 양자 컴퓨터가 비트코인을 채굴하는 데 사용되지 않을 것입니다. "양자 컴퓨터로 비트코인을 채굴한다"는 것은 본래 상식적인 오류입니다.

양자 컴퓨터가 비트코인에 미치는 위협은 채굴이 아니라 거래 공격에 있습니다. 양자 컴퓨터는 현재 컴퓨터가 해결할 수 없는 수학 문제, 예를 들어 타원 곡선 알고리즘에 매우 능숙합니다. 이는 거의 모든 디지털 화폐나 블록체인 기반 알고리즘의 기초입니다.

여기서 주의할 점은 "특정 종류"라는 것입니다. 사실 소프트웨어 측면에서 타원 곡선을 양자 컴퓨터에 저항하는 암호 알고리즘으로 업데이트하면 됩니다.

또한 비용과 수익 측면에서 볼 때, 양자 컴퓨터를 사용하여 비트코인 시스템을 공격하는 것은 실제로 비경제적인 일입니다. 그 이유는 비트코인의 기본 안전성이 보장되지 않으면, 비트코인의 가치 기반을 구성하는 합의 메커니즘과 사용자 신뢰가 무너질 것이기 때문입니다.

비트코인이 가치 지지를 잃으면, 그 자체로도 무가치해질 것입니다. 그때 공격자가 모든 비트코인을 얻더라도, 이미 가치가 없기 때문에 이 공격은 완전히 의미가 없어질 것입니다. 꿈에서 깨어나는 것과 같습니다.

반대로, 블록체인 기반 인프라 DePIN은 초전도로 인해 혜택을 받을 것입니다. 초전도 기술을 통해 하드웨어 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, zk 계산, 탈중앙화 저장, 탈중앙화 전송 등이 생산성의 또 다른 혁명을 맞이할 것입니다. 블록체인 확인 시간은 미세한 수준으로 줄어들고, 블록체인 가스 비용은 100배 감소하며, Web3는 진정한 대중 채택의 아이폰 순간을 맞이할 것입니다.

예상할 수 있는 것은 초전도 재료의 돌파구가 인류 문명의 발전을 가속화할 것이라는 점입니다. 이는 기술 발전의 비약적인 도약을 가져올 뿐만 아니라, 기존의 혁신 분야인 블록체인과 Web3에도 더 많은 획기적인 성장을 가져올 것입니다.

현재 우리가 할 수 있는 것은 학계에서 전해오는 좋은 소식을 기다리는 것입니다.