▲27일 서울 여의도 국회에서 열린 '양자기술 국회 연속세미나: 제1차 바이오분야' 기념 촬영. 사진=박주성 기자


“양자 기술과 인공지능(AI), 슈퍼컴퓨팅의 융합은 바이오 분야에서 '게임 체인저'로 작용하며 국민의 건강한 삶을 책임질 미래 산업의 핵심이 될 것입니다."
김성혁 한국양자산업협회장은 27일 서울 여의도 국회에서 이주희·김윤 더불어민주당 의원 주최로 열린 '양자기술 국회 연속세미나: 제1차 바이오분야'에서 “양자는 어렵고 낯선 기술이지만, AI·슈퍼컴퓨팅 기술과의 융합을 통해 산업 전반의 혁신을 촉진할 핵심 인프라" 오션파라다이스예시 라며 이 같이 강조했다.
이날 세미나는 양자 기술·초고성능컴퓨팅(HPC)과 결합된 하이브리드 인프라의 관점에서 바이오 산업 내 적용가능사례(유스케이스)를 살피고, 이를 통해 한국형 양자 컴퓨팅 서비스 인프라의 구축 방향과 정책적 지원 방안을 모색하기 위해 마련됐다.
'퀀텀(양자)-AI 컴퓨팅이 첨단바이오 신약개발 산업에 온라인릴게임 가져올 혁신'을 주제로 세미나 첫 순서 발표에 나선 정재호 연세대학교 양자사업단장은 혈우병 치료제를 사례로 들어 양자·AI 융합 기술의 혁신적 가치를 역설했다.
정재호 단장은 “혈우병 환우들은 그동안 평생 이틀 간격으로 정맥주사(IV)를 통해 혈액 응고인자를 투여해야만 생명을 유지할 수 있었다"며 “의학계는 최근 수많은 연구를 통해 일생에 릴박스 단 한번만 맞으면 되는 '원 샷' 약물을 개발했다"고 설명했다.
이어 “문제는 가격이다. 해당 치료제가 환자의 투약 편의성을 획기적으로 개선한다지만 수십억원에 이르는 가격을 누가 감당할 수 있을지 의문"이라고 꼬집었다. 혁신 신약의 가격에 연구개발(R&D) 비용이 반영되며 천문학적 치료 비용이 책정되는 일종의 'R&D 패러독스'가 발생하 오리지널골드몽 고, 이는 인류 미래 건강의 지속가능성을 저해한다는 게 정 단장의 지적이다.

그는 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터(고전컴퓨터)를 융합한 '양자-AI 하이브리드 컴퓨팅' 기반 신약개발 모델이 이러한 패러독스를 극복할 미래 국가혁신전략기술의 가능성을 가진다고 봤다.


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▲정재호 연세대학교 양자사업단장이 27일 서울 여의도 국회에서 열린 '양자기술 국회 연속세미나: 제1차 바이오분야'에서 발언하고 있다. 사진=박주성 기자


전통적 모델(실험실)의 신약개발은 약 15년간 4~5조원이 투입되지만 성공 확률은 4% 수준에 그친다. 이는 신약 한 개를 개발하기 위해 탐색해야 하는 화학적 구조의 규모가 10의 60승(10??)개에 달할 정도로 방대하기 때문이다.
이를 극복하기 위해 최근 정밀한 연산력을 지닌 슈퍼컴퓨터를 활용한 AI 신약개발 시도가 활발히 전개되고 있다. 다만 이는 학습 데이터가 부재한 경우 신뢰도를 확보하기 어렵고, 고전컴퓨터 연산방식인 '비트(0 또는 1)'를 사용하는 탓에 천문학적 수준의 범위 내에서 확률을 탐색하는데 막대한 비용과 시간이 소요된다는 한계가 존재한다.
양자컴퓨터는 이 지점에서 잠재가치를 드러낸다. 양자컴퓨터의 '큐비트(최소정보단위)'는 '중첩'과 '얽힘'이라는 양자역학적 특징을 지니는데, 고전컴퓨터의 '비트'와 달리 0과 1의 상태를 동시에 가져 큐비트 하나가 추가될 때마다 계산할 수 있는 용량이 기하급수적으로 늘어난다는 이점을 갖고 있다. 다만 이 또한 아직 노이즈 등 오류 발생의 빈도가 잦다는 기술적 한계가 있다.
이때, 슈퍼컴퓨터와 양자컴퓨터를 융합하면 상호간 각각의 한계를 보완하며 고성능·고효율의 차세대 AI 신약개발이 가능하다는 것이다. 이 경우 신약개발 비용에 따른 R&D 패러독스 역시 완화될 것으로 정 단장은 기대했다.
그러면서 이 같은 기술을 실현하기 위한 일종의 소프트웨어(SW) 역할을 수행하는 '알고리즘'을 한국형 양자 하이브리드 컴퓨팅의 핵심 경쟁포인트로 지목했다.
정 단장은 “(일정 수준 격차가 벌어진) 하드웨어와 달리 알고리즘 영역은 여전히 전세계가 비슷한 출발선상에 놓여 있다"며 “현존하는 리소스를 활용해 인류의 난제를 풀 수 있는 알고리즘을 우리가 만들어낼 수 있는 생태계가 구축된다면 한국의 양자·AI 융합 과학 기술을 새로운 레벨로 고도화하는데 크게 기여할 것"이라고 말했다.

산업 현장에선 유스케이스 발굴을 위한 국가적 차원의 지원책과 인력 수급책이 마련돼야 한다는 제언도 나왔다.







▲김재완 큐노바 전무가 27일 서울 여의도 국회에서 열린 '양자기술 국회 연속세미나: 제1차 바이오분야'에서 발언하고 있다. 사진=박주성 기자


국내 1호 양자컴퓨팅 벤처기업 큐노바의 김재완 전무는 “'필요는 발명의 어머니'라는 말처럼 (양자 하이브리드 컴퓨팅) 기술이 발전하기 위해선 기술 필요성과 직결된 유스케이스를 발굴하는게 중요하다"며 “오랜기간 사업을 진행하면서 난제를 축적해온 대기업과 양자컴퓨팅 기업이 협업해 유스케이스를 발굴해낼 수 있도록 국가적 지원이 이뤄진다면 기술 발전도 가속이 붙을 것"이라고 말했다.
또한 김 전무는 “이제 막 대학원을 넘어 산업현장에 투입된 인력만으로는 추격자 입장인 한국이 글로벌 격차를 좁히는데 한계가 있다"며 “이미 다른 분야에서 연구를 진행하며 경력을 쌓아온 연구진들에 대한 재교육·재배치를 통해 고급 연구인력 수급·양성 속도를 높일 필요가 있다"고 강조했다.
이러한 산업계 요구에 정부와 국회도 면밀한 소통과 논의를 거쳐 산업 지원책을 마련할 것을 약속했다.
정성욱 과학기술정보통신부 양자혁신기술개발과장은 “세미나를 통해 제시된 각계 제언을 제도적으로 반영하고, 그 외 체계적인 산업 육성이 진행될 수 있도록 국가적 기틀을 마련하겠다"고 말했다.
이어 “특히 글로벌 환경에선 이미 국가간 회의체가 운영돼 공급망이나 기술 협력 논의가 활발히 진행되고 있는데 한국은 아직 그 단계까지는 나아가지 못한 것 같다"며 “글로벌 협의체에 한국도 적극적으로 참여해 우리 산업계를 지원할 수 있는 방안도 추진해나가겠다"고 덧붙였다.

이주희 더불어민주당 의원도 “양자 인재들이 일할 공간을 창출해내는 것이 국가의 최우선 과제로 생각된다"며 “정책적 속도를 높여나갈 수 있도록 책임지고 정부와 논의하겠다"고 약속했다.







▲이주희 더불어민주당 의원이 27일 서울 여의도 국회에서 열린 '양자기술 국회 연속세미나: 제1차 바이오분야'에서 발언하고 있다.


박주성 기자 wn107@ekn.kr