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연세대 IBM 양자컴퓨터와 RIKEN 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠’ 연결 개념도. 사진=연세대 제공



연세대가 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터를 결합한 차세대 컴퓨팅 기술로 난치병 연구에 나선다.

연세대학교(총장 윤동섭)는 일본 이화학연구소(RIKEN), IBM과 함께 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠(Fugaku)’와 연세대 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’을 연결해 초대형 생명과학 계산 프로젝트를 추진한다고 밝혔다.

이번 프로젝트는 기존 컴퓨터로는 접근이 어려웠던 생명 현상을 분석하기 위한 것으로, 양자컴퓨팅과 고성능 슈퍼컴퓨팅을 결합한 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅’ 기반 연구다.

연구진은 신생아가 1년 내 사망에 이를 수 있는 희귀질환 ‘리 증후군(Leigh Syndrome)’의 기전 규명을 주요 목표로 설정했다. 해당 질환은 미토콘드리아 전자전달 과정의 이상으로 발생하며, 이를 분석하기 위해서는 초대형 연산이 필요하다.

예컨대 10억×10억 규모 행렬 계산은 기존 최고 수준 슈퍼컴퓨터로도 수십 년이 소요될 것으로 추정되는 만큼, 기존 방식으로는 접근이 어려운 영역으로 평가된다.

이에 연세대와 IBM, RIKEN 연구진은 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터를 결합한 새로운 컴퓨팅 아키텍처를 통해 계산 효율을 획기적으로 높이고, 생물학적 메커니즘을 정밀하게 분석하는 공동연구를 진행할 계획이다.



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(왼쪽부터) 연세대 정재호 양자사업단장, 윤동섭 총장, RIKEN 고노카미 마코토 이사장, 마츠오카 사토시 R-CCS 센터장, 사토 미츠히사 본부장


이번 프로젝트는 단순 공동연구를 넘어 국가와 기관 간 계산 자원을 물리적으로 연결한 초대형 연구 인프라 구축이라는 점에서도 의미가 크다. 연세대는 RIKEN, IBM과 함께 다국적 연구진을 구성해 생명과학 및 의학 분야 난제 해결에 나선다.

연세대는 이번 시스템을 기반으로 난치암과 노화 관련 대사 이상 등 다양한 생명과학 문제로 연구 범위를 확장할 계획이다. 또한 ‘양자-AI 알고리즘 센터’ 구축을 통해 국가 차원의 양자 클러스터로 발전시킨다는 구상이다.

정재호 연세대 양자사업단장은 “양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터의 결합은 기존 계산 한계를 뛰어넘는 계기가 될 것”이라며 “인류가 직면한 과학적 난제를 해결하는 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했다.