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지난해 노벨 과학상의 키워드가 인공지능(AI)이었다면 올해는 ‘일본’과 ‘구글’이 조명받았다. 일본은 생리의학상과 화학상에서 수상자를 내며 과학 분야 누적 수상자를 27명(물리학상 12명, 화학상 9명, 생리의학상 6명)으로 늘렸다. 1949년 유카와 히데키의 첫 수상 이후 2010년대 들어서만 14명의 수상자를 배출했다. 구글은 소속 연구원이 물리학상을 받으면서 두 해 연속 노벨상 수상자를 냈다. 
● 일본, 꾸준함이 만든 경쟁력
올해 노벨 생리의학상 공동 수상자 사카구치 공무원 전세자금대출 시몬 오사카대 석좌교수는 ‘조절 T세포’를 규명해 자가면역질환 치료의 길을 열었다. 메리 브렁코 미국 시스템생물학연구소 시니어 프로그램 매니저, 프레드 람스델 미국 소노마바이오테라퓨틱스 과학고문과 함께 수상했다.
화학상은 기타가와 스스무 교토대 명예교수가 리처드 롭슨 호주 멜버른대 교수, 오마르 야기 미국 버클리캘리포니아대(UC버클리) 무료감정 교수와 함께 MOF(금속유기 골격체) 분야 개척 공로로 공동 수상했다. 
일본의 노벨 과학상 수상자 2명 배출에 일본 내부에서는 환호하고 있다. 일각에서는 결국 꾸준한 기초연구 투자가 맺은 결실이라는 지적이 나온다. 
실제로 한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 지난해 발표한 ‘일본의 기초연구 지원동향’에 따르면 일본은 특판정기예금 연구자 주도의 상향식 연구와 전략 분야에 집중하는 하향식 연구를 병행한다.
일본의 기초연구 지출은 2013~2022년 평균 약 2.2조 엔(약 20조 원) 수준으로 전체 R&D 예산 중 12% 안팎을 꾸준히 유지했다. 연구자 주도의 기초연구 사업 선정률 역시 7년 동안 26~29% 수준에서 안정적으로 관리되며, 예측 가능한 연구 환경을 뒷 학자금 전환대출 단점 받침하고 있다.
● 구글, 장기 투자와 도전
올해 노벨 물리학상 공동 수상자인 미셸 드보레 예일대 명예 교수는 구글 ‘양자 AI 연구소’ 최고과학자로도 활동하고 있다. 그는 초전도 회로의 양자 상태를 정밀하게 제어하는 핵심 이론인 ‘조셉슨 접합(Josephson junction)’ 연구로 구글 양자 하드웨어의 설계와 오류 아파트담보대출영업 보정 기술에 이론적 기반을 마련해왔다.
드보레 교수와 함께 노벨 물리학상을 받은 존 마티니스 미국 산타바바라캘리포니아대 명예교수 역시 구글과 인연이 깊다. 2014년 구글 양자 하드웨어 그룹 리더로 합류해 2019년 ‘양자 우월성’ 실험을 주도했다.
양자 우월성은 기존 슈퍼컴퓨터로 사실상 불가능한 계산을 양자컴퓨터가 스스로 해냈음을 보여주는 순간을 뜻한다. 그는 2020년 구글을 떠나 지금은 호주의 실리콘 양자컴퓨팅 연구팀과 스타트업 '큐오랩(Qolab)'을 공동 설립해 연구를 이어가고 있다.
구글은 두 과학자의 기반 위에서 하드웨어–알고리즘 통합 연구를 이어가며 ‘유니버설(범용) 양자컴퓨터’ 구현을 목표로 한다. 이를 위해 양자 오류 보정을 고도화하고 있다. 오류 보정은 외부 간섭에 취약한 양자 상태를 안정화해 계산 정확도를 유지하는 핵심 기술이다. 
구글은 양자컴퓨터와 인공지능 두 분야 모두에서 10년이 넘는 시간을 투자해왔다. 양자컴퓨터 연구는 2000년대 중반 사내 연구에서 시작됐으며 2013년 미국 항공우주국(NASA)와 함께  ‘양자 인공지능 연구소(Quantum AI Lab)’ 설립하며 본격적으로 하드웨어 개발에 나섰다.
구글 딥마인드는 2016년부터 단백질 구조 예측 프로젝트를 추진했다. 그 성과로 단백질 구조 예측 인공지능 ‘알파폴드(AlphaFold)’로 구글 딥마인드의 데미스 허사비스 CEO와 존 점퍼 수석 과학자가 지난해 노벨 화학상을 공동 수상했다.
알파폴드는 단백질의 아미노산 서열만으로 3차원 구조를 정확히 예측해 생명과학 연구에서 수년이 걸리던 단백질 구조 분석을 단 몇 시간 만에 가능하게 한 혁신적 기술이다. 구글이 인공지능뿐 아니라 기초과학의 장기적 연구에도 꾸준히 투자해 온 결과다.
구글 창업자 세르게이 브린이 공동 설립한 ‘브레이크스루상’ 역시 그 철학의 연장선에 있다. 구글은 민간 기업 중 드물게 자체 연구소와 상을 통해 기초연구를 직접 후원하며 ‘기초과학이 산업 혁신의 출발점이다’라는 믿음을 실천하고 있다.
브레이크스루상은 브린을 비롯해 페이스북 창업자 마크 저커버그, 투자자 유리 밀너 등이 2012년 공동 제정한 과학상으로 물리학·생명과학·수학 분야의 획기적 연구 성과를 매년 시상한다. 
정부가 꾸준히 투자한 일본, 민간이 장기적으로 지원한 구글은 서로 방향은 달랐지만 모두 지속적인 연구의 힘을 증명했다는 게 과학계의 평가다. 
[조가현 기자 gahyun@donga.com]