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[파이낸셜뉴스] 소재-분자 반응 계산에 양자 컴퓨터를 활용하는 새로운 방법론이 제시됐다. 이 같은 기술 선점을 통해 다양한 신소재 개발이 가능하다는 기대다.
한국과학기술연구원(KIST)이 지난 18일 오후 '기관 임무중심 연구의 양자기술(QPU) 및 양자 시뮬레이터 기술 소개'를 주제로 개최한 'KIST-한국과학기자협회 연구 성과 세미나'에서 양자 컴퓨터의 이 같은 활용 기술이 공개됐다.
장소이날 KIST 소재혁신 양자시뮬레이터 사업단은 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅을 활용한 새로운 첨단 소재 개발 방법론 '다층 양자 임베딩 기술 (Multi Layered Quantum Embedding Framework, ML-QEF)'를 세계 최초로 개발했다고 전했다. 이 기술을 수소 생산 대체 촉매 개발에 적용해 실험적 검증에도 성공했다.
전자세금계산서 공인인증서 연구진은 국내 최고 연구기관들(KIST, KISTI, KRISS, 금오공대, 전남대)을 연결한 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 시스템을 구축해 수소 생산 촉매 후보 물질인 MoS2의 반응 에너지를 화학적 정확도(chemical accuracy)에 근접한 수준으로 계산하는 데 성공했다. 연구진이 자체 개발한 광집적 회로기반 양자시뮬레이터를 양자-고 nh농협캐피탈 전 하이브리드 컴퓨팅에 적용해 국내 기술로 기술 자립도 수준을 높였다는 설명이다.
업계에 따르면 현재 구글, IBM, 아마존, 마이크로소프트 등 글로벌 IT 기업들이 양자컴퓨팅 기술 선점 경쟁을 치열하게 벌이고 있다. JP Morgan, HSBC, 베링거 잉겔하임, 벤츠 등도 금융, 신약, 신소재 개발 분야 혁신을 위해 양자컴퓨팅 활용 대출영업 연구에 박차를 가하고 있다.
국내에서는 양자컴퓨팅 연구가 원천기술 중심으로 활발히 진행되고 있으며, 대규모 양자-고전 하이브리드 연구는 이번 사업단이 유일하게 수행하고 있다.
이진형 사업단장은 "양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 시스템 구축과 첨단 소재 개발 적용 연구는 기술 자체의 고난이도뿐 아니라, 수소 소재 실험, 계 특기사항 산과학, 양자 알고리즘, 양자 실험 등 매우 다양한 분야의 교수급 PI 50명이 참여해 상호 이해를 바탕으로 시너지를 창출한 복합 연구"라고 설명했다.
연구진은 사업단 2단계에서 양자 시뮬레이터를 현재 수 큐비트 수준에서 수십 큐비트 수준으로 확장해 더 큰 분자들에 대해 보다 정확한 계산 결과를 제공하고 화학 반응을 예측하는 연구를 진행할 예정이다. 이 연구는 수소 소재뿐 아니라 다양한 신소재, 신약 연구에 활용할 수 있는 플랫폼으로 확장될 것이라는 기대다.
이 단장은 "소재개발에 특화된 양자시뮬레이터 원천기술을 확보하면 신소재 개발에 기여하고 양자컴퓨터를 포함한 양자기술 시장을 선점할 수 있어 파급효과가 크다"며 "이는 소재 개발 난제인 소재 특성 예측 및 설계를 양자시뮬레이터로 해결하는 새로운 방법론을 제시하고 수소에너지 촉매 개발을 통해 검증하는 것으로, 차후 다양한 소재 개발에 적용할 수 있다"고 기대했다.
jiany@fnnews.com 연지안 기자