앤트로픽, 클로드로 이론물리학 난제 ‘9루프 산란 진폭’ 계산 성공

최근 앤트로픽(AI 연구 기업)이 자사의 AI 모델 '클로드'를 이용해 이론 물리학의 난제 중 하나인 ‘9루프 산란 진폭’ 계산에 성공했습니다. 이 성과는 단순히 인공지능의 능력을 과시하는 것이 아니라, 현대 물리학 연구에 실질적인 기여를 할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

AI의 도전과 성과

이론 물리학자이자 과학 작가인 맷 폰 히펠은 AI의 실제 활용 가능성을 검증하기 위해 '9루프 산란 진폭'을 연구 과제로 제시했습니다. 산란 진폭은 입자들이 충돌할 때 특정 반응이 일어날 가능성을 측정하는 중요한 수식입니다. 이와 같은 계산은 대개 2~3루프 수준에서 이루어지며, 5루프 이상의 계산은 고난도로 분류됩니다. 그러나 9루프 계산은 그 복잡성 덕분에 거의 불가능에 가까운 도전으로 여겨졌습니다.

앤트로픽의 클로드는 이 과제를 받아들여, 연구팀의 지시 아래 약 일주일 동안 자율적으로 작업을 진행했습니다. 연구진은 클로드에게 9루프 문제를 설명하는 간단한 프롬프트를 입력한 후, 주기적으로 진행 상황을 점검하는 방식으로 진행했습니다. 이 과정에서 클로드는 기존 연구자들이 개발한 부트스트랩 방법을 활용하여 계산을 수행했습니다.

부트스트랩 방법의 활용

부트스트랩 방법은 가능한 모든 입자 상호작용을 직접 계산하는 것이 아니라, 답이 가져야 할 형태를 미리 정해놓고 다양한 조건을 차례로 적용하여 가능한 해를 좁혀가는 방식입니다. 이 방법 덕분에 클로드는 고난도의 계산을 보다 효율적으로 수행할 수 있었습니다. 연구팀은 이 외에도 관련된 폼 팩터(form factor)를 활용해 간접적인 방법으로 계산을 수행하여 결과를 교차 검증했습니다.

특히, 이번 계산은 파이썬과 심파이(SymPy)를 활용한 연산 파이프라인과 96개의 CPU를 통해 이루어졌습니다. 전체 비용은 약 1000~2000달러로 추산되며, 이는 제한된 자원으로도 고차원적인 물리 문제를 해결할 수 있는 가능성을 시사합니다.

AI의 역할과 미래

이번 성과는 클로드가 새로운 물리학 이론을 발견한 것이 아니라, 기존의 연구 결과를 바탕으로 복잡한 계산 과정을 자동화하고 실행한 것임을 강조합니다. SLAC 국립가속기연구소의 랜스 딕슨은 클로드가 자신과 공동연구자들이 개발한 방법을 통해 9루프 산란 진폭을 직접 계산했다는 점에 주목했습니다. 이는 AI가 독립적으로 새로운 물리 원리를 제시한 것이 아니라, 기존 연구를 기반으로 한 결과임을 분명히 합니다.

향후 AI 기술이 이론 물리학과 같은 복잡한 분야에서 더욱 광범위하게 활용될 가능성을 보여준 이번 성과는, 과학 연구의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 연구자들은 AI가 어떻게 물리학의 난제를 해결하는 데 기여할 수 있을지를 고민하며, AI와 인간의 협업이 이끌어낼 혁신적인 연구 결과를 기대하고 있습니다. 이러한 발전은 단순한 계산의 자동화를 넘어, 새로운 이론의 탄생과 과학적 발견에까지 영향을 미칠 것으로 보입니다.