서울시립대 안도열 교수팀, 미 NIH 양자컴퓨팅 챌린지 1단계 우승

전세계 10개 팀 중 하나로 선정… 심혈관 질환 진단 혁신 기대

[파이낸셜뉴스] 서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 안도열 석좌 교수팀이 미국 국립보건원(NIH)이 주관하는 양자 컴퓨팅 챌린지에서 1단계 우승팀으로 선정됐다.

27일 서울시립대에 따르면, 안 교수팀은 심혈관 질환 진단 및 유체역학 분야의 혁신을 이끌 연구 성과를 인정받았다. 이를 통해 전 세계 10개 팀 중 하나로 다음 단계인 '양자 알고리즘 개발 및 양자 하드웨어에서의 구현'에 진출하게 됐다.

연구진은 이번 챌린지에서 7대 수학 난제 중 하나인 나비에-스토크스 방정식 해결을 위한 양자 알고리즘을 개발했다. 특히, 안 교수가 설계한 양자 오류 완화(QEM)의 비마르코프 비용함수를 활용해 양자컴퓨터 연산 결과를 복원하는 이론적 모델을 확립하며 독보적인 기술력을 입증했다. 이는 기존 컴퓨팅 방식의 한계를 넘어 복잡한 생의학 문제 해결에 새로운 지평을 열었다는 평가다.

이번 챌린지를 통해 도출된 양자 컴퓨팅 기반의 전산유체역학 모델은 심혈관 질환 진단에 획기적인 발전을 예고한다. 이 모델은 기존 분석 대비 실행 속도와 정확도를 높여 심혈관 질환의 병태 생리 규명 및 예후 예측에 기여할 것으로 기대된다. 이는 국내 심장질환 환자들의 조기 진단 및 맞춤 치료 가능성을 열어줄 전망이다.

이번 연구 성과는 심혈관 및 뇌혈관 질환 진단 및 예방뿐만 아니라 고속 항공 유체, 열교환기, 기후 예측 등 비선형 유체역학 방정식 해결에도 활용될 수 있어 4차 산업 혁명의 신기술 개발에 중요한 단초가 될 것으로 기대를 모은다.

양자 컴퓨팅 챌린지는 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립첨단중개과학연구소(NCATS)가 주관해 양자 컴퓨팅 기술을 활용해 신약 개발, 임상 위험 예측 및 진단, 생의학 이미지 분석, 게놈 데이터 분석 등 다양한 생의학 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.

한편, 이번 연구는 미국 공군(AFOSR)의 '극초음속 유동 해석을 위한 양자컴퓨팅 알고리즘 개발' 과제와 과학기술정보통신부의 'NISQ 환경에서 저부하, 고효율 양자 오류 경감 기술 개발 및 응용' 과제(32억5000만원 규모)의 지원을 받아 수행됐다. 또한, 가톨릭의대 서울성모병원 정정임 교수(영상의학과) 및 윤종찬 교수(순환기내과), 미국의 양자기술 전문기업 '싱귤레러티 퀀텀', 메릴랜드대학교 국립양자연구소, 그리고 아마존웹서비스(AWS)와의 긴밀한 협력을 통해 이뤄졌다.

[e-mail] 김만기 기자