[한국미래일보=정다연 대학생 기자]

연세대학교 인천 송도 국제캠퍼스 퀸텀컴퓨팅센터에 설치된 'IBM 퀸텀 시스템 원'의 모습

연세대학교가 국내 대학 최초로 양자컴퓨터를 도입하며 첨단 기술 연구의 새로운 장을 열었다. 연세대는 인천 송도 국제캠퍼스 ‘퀸텀컴퓨팅센터’에 설치된 양자 컴퓨터 ‘IBM 퀸텀 시스템 원’을 20일 공개했다. 퀸텀 시스템 원은 IBM이 2019년 세계 최초로 선보인 범용 양자 컴퓨터로, 기존 컴퓨터와는 전혀 다른 방식으로 연산을 처리한다. 이 도입은 한국뿐만 아니라 글로벌 학계에서도 큰 주목을 받고 있다. 양자컴퓨터는 우주의 별보다 많은 방대한 양의 데이터를 순식간에 처리할 수 있는 능력을 지니고 있다.

[양자컴퓨터, 기존 컴퓨터와의 차이점]

 양자컴퓨터 연구실의 내부 모습

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와는 전혀 다른 원리로 작동한다. 전통적 컴퓨터가 0과 1로 이루어진 이진법으로 데이터를 처리하는 반면, 양자컴퓨터는 '큐비트(Qubit)'라는 양자 비트를 사용한다. 큐비트는 0과 1의 상태를 동시에 표현하는 '중첩(Superposition)'과 여러 큐비트가 얽혀있는 '얽힘(Entanglement)'이라는 양자역학 원리를 활용한다. 이렇듯 정보가 동시에 존재하므로 연산의 속도는 매우 빨라, 기존 슈퍼컴퓨터도 1만년이 걸리는 계산을 양자 컴퓨터는 단 3~4분 만에 끝낼 수 있는 잠재력을 가진다. 이러한 특성 덕분에 양자컴퓨터는 신약 개발, 암호 해독, 금융 최적화 같은 분야에서 혁신적인 성과를 거둘 수 있다.

[기술 혁신의 기회와 도전 과제]

양자컴퓨터 도입은 한국이 글로벌 기술 경쟁에서 도약할 중요한 전환점이 될 수 있다. 현재 IBM, 구글, 마이크로소프트 등 세계적인 기업들이 양자컴퓨팅 개발에 박차를 가하는 상황에서, 이번 연세대의 선도적인 행보는 국내 연구 생태계에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다.

하지만 양자컴퓨터가 가진 잠재력에도 불구하고, 이를 상용화하는 과정에서 해결해야 할 과제도 많다. 양자컴퓨터는 온도와 진동에 민감한 데다 계산의 오류가 잦은 점으로 인해 상용화 단계에는 미치지 못한 상태이다. 따라서, 큐비트의 안정성을 높이기 위한 기술 개발과 함께, 사회적 윤리와 보안 문제에 대한 논의가 필요하다.

[바이오 분야에서의 혁신]

우주, 에너지, 금융 등 양자컴퓨터를 활용할 수 있는 다양한 분야에서 러브콜이 들어오고 있지만, 연세대 양자 컴퓨팅 센터의 1순위는 바이오이다. 양자 컴퓨터를 활용하면 5000여 개에 달하는 신약 후보 물질을 200개 정도의 최적 후보로 빠르게 도출할 수 있을 것으로 보인다. 

또한, 양자컴퓨터는 신약 후보 물질과 단백질 분자의 움직임을 컴퓨터로 재현해 최적의 값을 찾아내는 ‘분자 시뮬레이션’을 통해 신약 후보 물질과 단백질 분자의 상호작용을 정확히 예측하여, 연구비와 시간을 획기적으로 절감할 수 있는 가능성을 열어준다.

이에 대해 정재호 양자컴퓨팅센터 단장은 "양자컴퓨터를 활용한 신약 개발은 연구비 절감과 시간 단축을 가능하게 할 것"이라며, "바이오 분야를 우선적으로 특화하여 건강과 같은 가장 절박한 문제를 해결하는 데 집중하고 있다"고 덧붙였다.