알파고와 이세돌은 2016년 3월 서울에서 5번기를 치렀고, 알파고가 4승 1패로 이겼다. 딥마인드는 이 대국을 전 세계 2억 명 이상이 시청했다고 밝혔다. 인공지능과 세계 정상급 기사의 승부는 결과뿐 아니라 두 선수가 둔 예상 밖의 수로도 주목받았다.

바둑은 가능한 판의 배치가 10의 170제곱에 이를 만큼 경우의 수가 많아 인공지능의 난제로 꼽혔다. 딥마인드에 따르면 당시 컴퓨터 바둑 프로그램은 수십 년간 개발됐지만 인간 아마추어 수준에 머물렀다. 알파고는 심층 신경망과 탐색 알고리즘을 결합했다. 한 신경망은 다음 수를 고르고 다른 신경망은 승자를 예측하도록 했으며, 전문가 기보를 학습한 뒤에는 자기 자신과 수천 차례 대국하며 실수를 통해 개선하는 강화학습을 거쳤다.
제2국의 37수는 알파고의 독창적인 수로 특히 화제가 됐다. 딥마인드는 인간 기사가 둘 가능성이 1만 분의 1로 평가된 수라고 설명했다. 처음에는 프로 해설자들이 실수라고 여길 정도로 예상 밖이었지만, 이 수는 알파고의 승리로 이어졌고 바둑의 오랜 통념을 흔들었다. 반면 제4국에서는 이세돌이 78수로 승리했다. 딥마인드는 이 수 역시 출현 확률이 1만 분의 1이었다고 밝혔으며, ‘God’s Touch’라고 소개했다.
알파고는 이 대국으로 컴퓨터 바둑 프로그램 최초의 프로 9단 인증을 받았다. 딥마인드는 알파고의 승리가 신경망을 복잡한 문제에 적용할 수 있음을 보여주고, 강화학습으로 기계가 시행착오를 통해 어려운 문제를 풀 수 있다는 점을 입증했다고 평가했다. 4승 1패의 결과와 함께 제2국의 37수, 제4국의 78수는 인공지능의 학습과 인간 기사의 창의성이 같은 대국에서 맞선 구체적인 장면으로 남았다.
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