양자컴퓨터 국내 첫 도입한 연세대…IBM과 불치병 잡을까

연세대학교가 국내 최초이자 대학으로서는 전 세계 두 번째로 양자컴퓨터를 도입했다. 설치된 양자컴퓨터는 바이오·제약 부문에 주로 활용되며 항공 우주, 화학, 물리학, 소재 과학 등 다양한 연구에 활용될 전망이다.

연세대학교는 20일 인천 연수구 송도캠퍼스에서 IBM과 간담회를 개최하고 양자컴퓨터 도입 배경과 사업 계획 등을 발표했다.

연세대학교에 설치된 양자컴퓨터는 'IBM 퀸텀 시스템 원(IBM Quantum system One)'이다. 이를 통해 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀸텀 시스템 원이 설치된 5번째 국가가 됐다.

이 양자컴퓨터는 127큐비트 IBM 퀸텀 이글 프로세서 기반으로 현재 슈퍼컴퓨터를 넘어서는 2의 127제곱(39자리 자연수) 규모의 연산을 한 번에 수행할 수 있다.

다만 아직 양자컴퓨터 특유의 불안정성으로 인한 오류 제어가 어려워 슈퍼컴퓨터를 완전히 대체하진 못한다.

IBM코리아 표창희 상무는 "현재 오류를 파악하고 복구하는 기술을 연구 개발 중"이라며 "오는 2029년까지 관련 기술을 완성해 안정성을 높일 것"이라고 밝혔다.

연세대 송도캠퍼스에 설치된 IBM 퀀텀 시스템 원은 IBM의 자산으로 연세대에서 사용할 수 있는 라이선스를 제공하는 방식으로 해마다 라이선스를 갱신한다. 지난 7월 15일 한국으로 배송돼 9월 30일께 설치됐으며 연구 개발을 위한 지원 센터가 내년 3~4월 추가로 완공될 예정이다.

IBM 퀀텀 시스템 원은 가로세로 2.7m의 거대한 케이스 형태이며 가운데 실린더에 큐비트 칩셋이 설치돼 있다. 실린더는 외부의 영향을 차단하고 온도를 낮추기 위한 3개의 레이어로 나눠져 있다.

실린더 내부는 큐비트 칩셋을 안정화하고 초전도 상태를 유지하기 위해 절대온도인 영하273도를 유지한다. 이를 위해 3개로 나눠진 레이어를 통해 순차적으로 온도를 낮추며 헬륨 동위원소인 헬륨3를 이용한다.

이 양자컴퓨터는 연세대 송도 캠퍼스에서 주력하는 의료, 제약 분야에 집중적으로 쓰일 전망이다.

정재호 연세대 융합과학기술원장(양자사업단장)은 "최근 미국 화이자에서 공개한 혈우병 유전자 치료제 '베크베즈'는 1회 투여에만 46억원이 든다"며 "신약을 개발과 연구에 워낙 막대한 시간·비용이 소모되기 때문에 가격을 현실화하기 어렵다"고 설명했다.

이어 "양자컴퓨터로 연산 비용을 줄인다면 수백 배 이상 저렴한 약을 만드는 것이 가능해질 것"이라며 "이번 양자컴퓨터 도입도 암이나 유전병 등의 치료를 해결하려는 데 있다"고 밝혔다.

연세대는 보다 효과적인 연구를 위해 추후 병원, 의료기업과의 파트너십 체결을 위한 논의도 진행할 예정이다.

이 밖에도 항공 우주를 비롯해 화학, 물리학, 소재 과학 등 다양한 분야의 연구에도 양자컴퓨터를 사용할 수 있도록 지원할 계획이다. 특히 세계적으로 양자컴퓨팅 역량을 강화하기 위해 교육 및 연구를 진행하는 경우 비용이나 기술 지원 등의 혜택을 제공한다는 방침이다.

또 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 확대하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 양자사업단을 신설한다. 양자사업단은 향후 연구시설 확충, 양자 알고리즘 개발 지원, 인재 양성을 위한 교육 및 자료 개발 등의 활동을 진행할 예정이다.

IBM은 양자컴퓨터 구축 외에 기술 지원 및 인력 양성 등에도 참여한다. 보다 효율적으로 양자컴퓨터를 활용하고 배울 수 있도록 개발 도구 등도 지원한다. 키스킷(Qiskit)이 대표적으로, 기존 컴퓨터와 작동 방식이 다른 양자컴퓨터용 소프트웨어(SW)를 보다 간단하게 개발할 수 있도록 지원하는 개발도구다.