희토류 원소와 인공 지능

기술 발전의 새로운 시대는 인공지능(AI)이 더 이상 추상적인 개념이 아니라 일상 생활에 적극적으로 참여하는 공상과학 소설에나 나올 법한 현실로 우리를 안내하고 있습니다. 그러나 이러한 AI의 지속적인 진화는 '현대 산업의 비타민'이라 불리는 희토류 원소(REE)와 같은 필수 구성 요소가 없었다면 불가능했을 것입니다. 

희토류 원소는 스칸듐 및 이트륨과 함께 15개의 란탄화물을 포함하여 화학적으로 유사한 17개의 원소로 구성됩니다. 독특한 촉매, 야금, 핵, 전기, 자기, 발광 특성으로 잘 알려진 이 원소들은 AI 기술을 비롯한 첨단 기기 및 시스템 생산에 중추적인 역할을 합니다. 

 

AI 산업이 계속 급성장함에 따라 희토류 원소에 대한 수요도 전례 없는 속도로 증가하고 있습니다. 이러한 수요 증가는 희토류 원소가 AI 하드웨어 부품 제조에 중요한 역할을 하기 때문일 수 있습니다.

예를 들어, 희토류 원소 중 하나인 네오디뮴은 하드 디스크 드라이브, 헤드폰 및 기타 AI를 사용하는 소형 기기의 필수 구성 요소인 고출력 소형 자석을 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 마찬가지로 자율 주행 차량, 드론, 로봇과 같은 AI 중심 시스템은 무수히 많은 센서, 액추에이터, 복잡한 전자 회로를 사용하며, 이들 모두 디스프로슘, 테르븀, 유로븀과 같은 다른 REE에 크게 의존합니다.

또한 REE는 AI 기반 장치의 중앙 처리 장치(CPU)와 그래픽 처리 장치(GPU)를 제조하는 데에도 엄청난 응용성을 가지고 있습니다. '컴퓨터의 두뇌'라고도 불리는 이러한 중요한 하드웨어 구성 요소에는 프라세오디뮴, 세륨, 이트륨과 같은 원소가 필요합니다. REE는 이러한 프로세서가 초당 수십억 번의 계산을 수행할 수 있도록 지원하여 AI가 대규모 데이터 세트를 분석하고 지능적인 의사 결정을 내리는 데 필수적인 계산 능력을 향상시킵니다.

AI의 미래와 밀접하게 연관된 새로운 분야인 양자 컴퓨팅 영역에서도 REE는 다시 한 번 중요한 역할을 합니다. 양자 정보의 기본 단위인 양자 비트 또는 '큐비트'는 종종 REE에 의존합니다. 예를 들어, 이테르븀이나 에르븀의 이온은 고유한 양자 특성으로 인해 큐비트로 사용될 수 있으며, 현재 디지털 컴퓨터의 범위를 훨씬 뛰어넘는 복잡한 계산을 수행할 수 있는 양자 컴퓨터의 발전을 위한 경로를 제공합니다.

그러나 AI와 REE의 복잡한 관계에는 난관이 없는 것은 아닙니다. REE의 추출 및 정제 과정은 종종 환경 및 인체 건강에 중대한 영향을 미칩니다. 게다가 이러한 요소는 전 세계에 고르게 분포되어 있지 않아 지정학적 긴장과 공급망 문제로 이어지기도 합니다. 예를 들어, 2021년 9월 지식 차단 시점을 기준으로 중국이 REE 생산의 지배적인 국가였으며, 이는 전 세계 AI 개발에 잠재적인 병목 현상을 일으켰습니다.

따라서 '친환경' 추출 방법의 필요성, REE 함유 제품의 재활용, REE 대체 물질의 개발이 과학 연구와 정책 논의의 중심 주제가 되었습니다.

결론적으로, AI와 희토류 원소 사이의 복잡한 관계는 기술 발전의 역사에서 현재 진행형인 이야기입니다. AI가 계속 발전함에 따라 희토류 원소에 대한 수요는 더욱 증가할 것이며, 희토류 원소의 공급, 수요, 지구에 미치는 영향을 둘러싼 문제 해결의 중요성이 더욱 커질 것입니다.

이 흥미진진한 AI 중심 시대로 나아가는 과정에서 AI와 REE의 관계는 아무리 첨단 기술이라도 지구의 자원에 기반을 두고 있다는 사실을 상기시켜 줍니다. 이러한 연관성을 인정함으로써 우리는 기술 개발의 과제를 더 잘 탐색하고 지속 가능한 성장을 향한 길을 계속 나아갈 수 있습니다.