MS, 과학 분야에도 AI 도입…“연구 소요시간 대폭 단축”

[디지털데일리 이안나기자] 코파일럿(Copilot) 같은 인공지능(AI) 협업도구로 생산성을 크게 향상시킨 마이크로소프트(MS)가 이번엔 과학 분야에 AI를 도입하고 있다. 이제 과학자, 학생, 그리고 다양한 산업 실험실에서 고급 AI와 디지털 도구를 더 쉽게 사용할 수 있다.

MS는 최근 화학과 재료 과학 연구를 위한 과학 맞춤형 클라우드 플랫폼 ‘애저 퀀텀 엘리먼트’를 개발했다. MS는 과학자들이 플랫폼을 최대한 활용할 수 있도록 ‘생성 화학(Generative Chemistry)’과 ‘가속 밀도범함수 이론(DFT)’을 기능을 담았다.

연구자들은 최신 AI 모델을 사용해 특정 산업에 적합한 새로운 분자를 탐구하게 된다. 이후 가장 유망한 후보들을 실험실에서 더 효율적으로 합성하는 방법을 평가할 수 있다. 이 모든 과정은 수 년 아닌 며칠 만에도 이뤄진다. 가속 밀도범함수 이론을 통해 연구자들은 분자의 양자역학적 특성을 빠른 속도로 시뮬레이션해 화학적 발견 과정을 효율적으로 확장할 수 있다.

제이슨 젠더(Jason Zander) MS 전략기술 부문 수석 부사장(EVP)은 “과학자들은 창의력 발휘와 문제 해결을 위해 생성형AI와 하이브리드 양자 컴퓨팅 능력을 과학적 연구 모든 단계에 접목해야 한다”며 “이 기능들은 향후 화학 발전에 소요될 것으로 추정되는 250년 시간을 25년으로 대폭 단축하도록 도울 것“이라고 전했다.

◆ 생성화학과 DFT로 과학자 실험 과정 대폭 단축=생성 화학은 석유 및 가스 회사가 엔진 수명을 연장할 수 있는 더 강력한 연료 첨가제를 만들거나, 접착 회사가 불필요한 잔여물 없이 접착력을 강화하는 새로운 화학 물질을 개발하게 한다. 이처럼 연구자들은 원하는 특성을 가진 분자를 생성 화학에 요청할 수 있다.

나아가 많은 단계를 거치지 않고도 쉽게 합성할 수 있게 만드는 것도 중요하다. 생성 화학은 연구자들이 실험실에서 분자 후보를 합성하는 ‘레시피’를 개발하는 동안 고려해야 할 잠재적 단계를 제시한다. 과학자들은 원하는 분자 특성을 지정해 AI 추론과 고성능 컴퓨팅 시뮬레이션(HPC)을 통해 수천개 분자 후보를 추천받을 수 있다.

젠더 부사장은 “이 기능은 과학적 발견 판도를 바꾸는 혁신”이라며 “기업과 연구 기관은 며칠 만에 새로운 분자를 개발할 수 있는 효율적인 방법을 찾을 수 있으며, 방대한 데이터베이스(DB) 검색과 반복적인 실험 과정을 대폭 단축한다”고 강조했다.

또한 MS는 과학자들에게 강력한 양자 화학 솔루션을 제공하기 위해 가속 DFT를 발표했다. DFT는 지난 수십 년간 연구원들이 원자, 분자, 나노입자, 표면 및 인터페이스의 전자 구조를 시뮬레이션하고 연구하는데 큰 도움이 된 이론이다.

MS 리서치에서 개발한 관리형 DFT 서비스는 다른 DFT 코드보다 훨씬 빠르게 계산할 수 있다. MS에 따르면 널리 사용되는 오픈소스 DFT코드인 PySCF 대비 평균 20배 빠른 속도를 제공한다. 가속 DFT는 이미 아스펜 테크놀로지, 덴마크 공과대학 및 유니레버와 같은 많은 조직에서 사용되고 있다.

◆ 소비재기업 유니레버도 MS와 협업…디지털 비전 실현

특히 유니레버는 지난 2년 반 동안 MS와 협력해 디지털 역량을 강화해왔다. 유니레버는 도브, 트레제메, 오모, 디그리, 헬만 등 전세계 34억명이 사용하는 다양한 가정용 브랜드를 보유한 소비재 기업이다.

유니레버는 마이크로소프트 애저 기술을 통해 디지털 연구소인 데이터랩(DataLab)에서 디지털 비전을 실현하고 있다. 또한 선도적인 과학 기술을 활용해 수십억 달러 규모 비즈니스 탄소배출을 줄이고, 마이크로바이옴 비밀을 밝히는 것까지, 현대 소비재 기업 새로운 기준을 세우고 있습니다.

유니레버는 코파일럿과 애저 퀀텀 엘리먼트 고급 시뮬레이션 기능을 활용해 자연어로 과학 정보를 검색할 수 있다. 유니레버 과학자들은 이러한 시뮬레이션에서 얻은 데이터를 사용해 수만 개 재료를 신속하게 선별하거나 복잡한 화학 반응을 탐구하는 모델을 정밀하게 조정할 수 있다.

젠더 부사장은 “앞으로 몇 달 이내 MS는 애저 퀀텀 엘리먼트 비공개 프리뷰에서 소프트웨어와 퀀티넘 하드웨어를 통해 고급 논리 큐비트 기능을 선보일 예정”이라고 말했다. 이어 “논리 큐비트 기능이 확장돼 더욱 신뢰할 수 있는 결과를 제공하게 되면, 시뮬레이션 정확도를 높여 과학적 연구를 넘어 상업적으로도 활용할 수 있다”고 덧붙였다.

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