다양한 산업을 혁신할 양자컴퓨터의 활용

역사에 등장하는 다양한 도구는 인류의 진보를 촉진해왔다. 양자컴퓨터 역시 현존하는, 그리고 예측되는 인류의 난제들을 해결해 나가는 데 더욱 큰 역할을 할 것으로 기대를 모은다. 그러나 아직까지 ‘양자컴퓨터만으로 풀 수 있는 문제가 무엇인가?’에는 확답할 수 있는 이가 없다. 정재호 본부장은 ‘질문을 어떻게 하느냐의 문제’라고 말한다.

“사실 어떤 도구를 가지고 어떻게 활용할까, 하는 것은 ‘창의성’을 내포하고 있어요. 나이를 불문하고 창의적이고 유연한 사고를 가지고 있는 우리 대학교의 누군가가 해내겠죠. 그들이 창의적인 질문을 던지면, 양자컴퓨터만 풀 수 있는 문제를 우리가 도출해 낼 수 있을 것이라 확신합니다.”

이처럼 양자컴퓨터는 다양한 분야의 질문에 해답을 찾는 도구로서 활용되지만, 우리 대학교가 가장 먼저 주목하고 있는 것은 바이오 분야다. 의료, 제약 산업은 그 어느 분야보다 인류의 생존과 삶의 질에 연결되는 문제들이 많다. 더불어 국제캠퍼스가 위치한 송도는 다양한 바이오 기업들이 집적된 국가 첨단전략산업 바이오 특화 단지이기도 하다. 여기에 우리 대학교가 가진 의생명/바이오 연구 경쟁력이 더해져 시너지를 낼 것으로 기대된다.

“대부분의 산업은 연구개발을 할수록 품질은 좋아지고 가격은 떨어지게 마련이죠. 그런데 바이오 분야에는 ‘연구개발 패러독스’라는 말이 있어요. 연구를 하면 할수록 가격이 천문학적으로 늘어요. 최근 미국 FDA의 승인을 받은 혈우병 치료제는 가격이 수십 억에 달해요. 한 번만 맞아도 된다 해도 말도 안되는 금액이죠. 게다가 신약 개발은 임상 3상까지 거친 후 허가를 받아야 하는데 대략 17년 정도가 걸려요. 또 5조 정도의 비용이 들어가죠. 그럼에도 1만 개 후보 중에 성공하는 것은 3개 정도에 불과해요. 그렇게 연구개발, 생산, 유통 비용이 포함돼 최종 가격이 높습니다. 이런 현실에서 ‘양자컴퓨터를 통해 우리가 무엇을 해야 할까’ 고민할 때, 결국 이러한 비용과 시간을 줄이는 데 기여해야 한다고 생각했습니다.”

현재 바이오 관련 산업계에서는 슈퍼컴퓨터를 사용한다. 신약 개발을 위해서는 질병의 원인이 되는 인자를 ‘타겟팅(Targeting)’하고 그것을 수많은 물질과 결합해 상호작용을 비교해 보고 조절, 합성하는 일이 수반된다. 마치 레고 블럭 수천 개 속에 불량 블럭이 있다면 하나씩 맞춰보고 찾아내는 일과 같다. 이 과정에서 슈퍼컴퓨터를 활용하면 수개월 이상의 시간이 걸린다. 그러나 양자컴퓨터는 이 과정을 가속화할 수 있다. 17년 걸릴 일이 7년으로 줄어들 수도 있는 것이다. 양자컴퓨터의 활용으로 연구개발에 소요되는 비용과 시간, 인건비를 줄일 수 있기 때문에 합리적인 가격으로 최첨단 의약품을 공급할 수 있게 될 것이라는 설명이다. 의사 경력을 가진 정재호 본부장은 양자컴퓨터를 활용해 그간의 난제들을 해결하고 인류가 건강한 삶을 마음껏 누릴 수 있게 하는 것이 곧 과학 기술 문명의 혜택을 가장 잘 누릴 수 있는 일이자 삶을 영위하기 위해 가장 필요한 것이라 확신한다.

바이오산업뿐만 아니라 양자컴퓨터는 타 산업의 혁신에도 적극 활용될 수 있다. 특히 ‘최적화’가 필요한 산업에서 그 필요성과 역할이 크다.

“양자컴퓨터는 최적화 이슈를 해결하는 데 가장 효과적인 도구예요. 최적화가 필요한 모든 산업에 적용 가능하죠. 물류 산업이 대표적이죠. 택배 배달 지역에 어떤 동선으로 배달하는 것이 가장 연료 소비도 낮추고 시간도 줄일 수 있을까요? 20곳이라고 해도 수백 번의 가능성이 나오죠. 때문에 택배뿐만 아니라 항만, 항공 등 물류의 모든 분야에서 최적화 이슈를 빠르게 해결할 수 있습니다.”

이외에도 양자컴퓨터는 금융, 에너지, 인공지능 등 다양한 산업에 활용될 것으로 기대된다. 나아가 현재까지 국내에 양자컴퓨터가 없어 긴 대기 시간, 높은 비용을 감수하고 해외 양자컴퓨터를 사용해야 했던 기업들에게 보다 좋은 기회를 제공해 경쟁력을 높이는 데 일조할 수 있다.