양자컴퓨터 '퀀텀 시스템 원', 연세대에서 신약 개발 혁신 예고

2023년 10월 20일, 인천 송도의 연세대학교 국제캠퍼스 양자클러스터 내 양자컴퓨팅센터에서 '퀀텀 시스템 원' 도입 기념식이 개최되었다. 이 양자컴퓨터는 IBM에서 출시한 것으로, 국내에 처음 도입되었으며 전 세계적으로는 미국, 독일, 일본, 캐나다에 이어 다섯 번째 사례이다.

퀀텀 시스템 원은 영하 273도의 초저온 환경에서 작동하며, 세 개의 알루미늄 실린더가 양자 프로세서(QPU)를 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 이는 열과 전자파에 민감한 양자를 보호하여 운동량을 제한하기 위한 방편이다. 이 시스템은 이전 모델에 비해 작업 속도를 50배 향상시켰으며, 100시간 소요되는 연구를 2시간 내에 완료할 수 있다.

양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있어 일반 컴퓨터보다 연산 속도가 월등히 빠르다. 퀀텀 시스템 원은 127큐비트를 처리할 수 있는 ‘퀀텀 이글 프로세서’ 칩이 장착되어 있으며, 이는 일반 컴퓨터에 비해 약 2의 127승 배 빠른 계산 속도를 의미한다.

연세대학교는 2021년 IBM과 협력해 양자컴퓨터 도입을 추진해 왔으며, 2023년 6월에는 양자컴퓨터 활용 방안으로 '퀀텀-바이오 이니셔티브'를 합의하여 바이오 산업 지원에 집중하기로 했다. 이곳에서의 주요 연구는 신약 개발로, 생체 단백질 구조 분석이 핵심 과제로 여겨진다.

단백질 구조 파악은 질병 원인 예측과 새로운 신약 개발에 필수적인 단계로, 기존에는 직접적인 현미경 관찰이 필요했으나 현재는 인공지능(AI)의 도움으로 20만 개에서 2억 개로 단백질 구조 분석이 확대되었다. 이러한 변화로 제약 업계에서는 양자컴퓨터의 중요성이 증가하고 있다.

정재호 연세대 양자사업단장은 양자컴퓨터를 통해 신약 개발 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 이는 'R&D 패러독스' 해결에 기여할 수 있을 것이라고 언급했다. 연세대는 IBM과의 협력을 통해 한국의 양자 생태계를 발전시키려는 목표를 세우고 있다.

IBM은 이미 국내 양자 생태계 발전을 위한 업무협약을 맺었고, 향후 부산에도 퀀텀 시스템 원을 설치할 계획이다. 시장조사업체 IDC의 평가에 따르면, IBM은 30여 개 양자컴퓨터 기업 중 가장 높은 점수를 받았다. 양자컴퓨팅 분야는 2030년까지 55억 달러 규모로 성장할 전망이며, 이는 산업 전반의 양자 문해력 향상에 기여할 것으로 보인다.

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