혁신의 시작을 보면 이 과정의 발원지에 도전적인 질문이 있다. 최초의 도전적 질문은 의지와 희망이 가득하지만 가능성은 희미하고, 실타래처럼 엉켜 있어 어디서 시작해야 할지 막막하기만 한 상태에서 던져진다. 한 부분을 해결하면 다른 부분이 나빠지고, 조금만 들어가도 생각지도 못한 난관이 등장한다. 그 막막함에도 불구하고, 이 도전적 질문이 없으면 새로운 길을 만드는 혁신의 수레바퀴는 돌아가지 않는다. 거대한 분야로 성장할 최초의 씨앗이 되는 도전적 문제를 우리는 ‘그랜드 퀘스트’라고 부른다.
'그랜드 퀘스트' 프로젝트는 10개 과학기술 주제에 걸쳐 도전적 질문을 도출하는 것을 목표로 하였다.
특히 아날로그 컴퓨팅을 구현하고자 하는 큰 이유 중 하나가 전력 소모를 감소시키기 위함인데 이는 노이즈 문제 해결을 더욱 어렵게 만든다. 전력 소모를 감소시키기 위해 시그널의 크기를 줄이면 결국 시그널 대비 노이즈의 비율이 증가하여 연산의 정확도는 떨어지게 된다. 전력 감소와 연산 정확도 증가가 상충하는 관계에 있기 때문에 문제 해결이 더욱 어렵다. 또한 같은 방법으로 만들어진 소자들이 각각 다른 특성을 나타낼 수 있고 이러한 문제를 아날로그 연산에서는 근본적으로 해결하기 어렵다. 따라서 소자 차원을 넘어서 근본적으로 다른 차원에서의 해결 방안이 필요할 것으로 판단한다.
우리나라는 인적 자원과 물적 자원이 부족하므로 당장에 돈이 되는 분야에 집중하는 경향이 있는데, 이는 장기적으로 국가 경쟁력을 저하시키므로 국가 차원에서의 계획과 투자가 필요하다. 대학에서는 전통적인 반도체 설계 분야 외에도 컴퓨터 구조 및 운영체제 등의 컴퓨터 시스템 분야 교육을 통합적으로 시행해야 한다. 동시에 정부 기관뿐만 아니라 민간 기업에서도 이런 분야 연구에 연구비를 적극적으로 지원해야 하며, 이런 과정을 통해 배출되는 컴퓨터 아키텍처, 시스템 아키텍처 연구자들에게 좋은 대우를 해야 한다. 연구자들은 자신이 우리나라의 해당 전공 분야를 대표한다는 사명감을 갖고 연구해야 한다.
기후 변화가 가속화됨에 따라 이차전지의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 특히 지속적인 온도 상승의 기저에는 이산화탄소(CO₂)를 배출하는 교통수단이 차지하는 비중이 약 18%에 육박할 정도로 크기 때문에, 에너지를 최소한으로 쓰면서 활용할 수 있는 모빌리티 혁명이 필요한 시점이다. 오래가면서도 저가로 보급이 가능한, 모빌리티 혁명의 핵심이 될 수 있는 이차전지의 수요가 계속해서 늘어나고 있다.
우리나라의 탄소중립 계획은 결국 수소기술이 상당히 비중 있게 상용화되는 것을 전제로 한다. 이론적으로 2030년이면 도로 위에 수소 차 30만 대가 다녀야 하고, 전체 발전 비율의 2%는 수소를 이용해야 한다. 또 수소 환원 철강기술도 시작해야 한다. 문제는 아직 수소기술이 완성되지도 않았을뿐더러 그만한 수준에 도달하기까지 여전히 갈 길이 멀다는 데 있다. 그렇게 보면 2030년까지 수소기술이 에너지의 큰 비중을 차지하도록 한다는 것은 우리에게 매우 시급한 과제인 셈이다.
