생명의 비밀 푸는 양자컴…난치병 정복할 인류 '치트키'될 것 작성일 04-22 39 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">[만났습니다]정재호 연세대 양자사업단장<br>연세대·IBM·RIKEN ‘양자-슈퍼컴 초연결’<br>생명 현상 근본 해석 도전<br>‘리 증후군’부터 탄소중립까지<br>전자 전달 규명에 인류 난제 해법 기대<br>“2029년 게임체인저 온다”</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qzKKEpkLOf"> <p contents-hash="047d082bdf08d5ee7bd77621e121ece76185d5afefd6b8f80442125c2a54d7bc" dmcf-pid="Bq99DUEowV" dmcf-ptype="general"> [이데일리 한광범 기자] “우리가 살아간다는 것은 결국 에너지를 얻기 위해 끊임없이 숨 쉬고 음식을 섭취하는 과정이며, 그 핵심에는 세포 내 미토콘드리아의 전자 전달이 있습니다. 만약 양자컴퓨터로 이 미세한 전자 배열의 비밀을 풀 수 있다면, 난치병 정복을 포함해 인류가 ‘치트키’를 쥐게 되는 셈입니다.”</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4bf34920eb7927962d12172aed2034408e623619526f654447d0bdc47a2193e1" dmcf-pid="bB22wuDgr2" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="정재호 연세대 양자사업단장(연세암병원 교수)이 지난 9일 연세대 신촌캠퍼스에서 이데일리와 인터뷰를 하고 있다. (사진=한광범 기자)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050734991rhve.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="uTOT4sfzr6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050734991rhve.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 정재호 연세대 양자사업단장(연세암병원 교수)이 지난 9일 연세대 신촌캠퍼스에서 이데일리와 인터뷰를 하고 있다. (사진=한광범 기자) </figcaption> </figure> <div contents-hash="de39e768b4108c7b85718cec7c768ea80470a879cba766a4484f4beaeaad8a43" dmcf-pid="KrIIbkB3m9" dmcf-ptype="general"> 정재호 연세대 양자사업단장(연세암병원 교수)은 지난 9일 연세대 신촌캠퍼스에서 진행한 이데일리와의 인터뷰에서 양자컴퓨터의 기술적 가치를 이같이 강조했다. </div> <p contents-hash="ec95696ae394928a018243125b1a3a9a08d29287c51a81198abb9864471c1ff1" dmcf-pid="9mCCKEb0sK" dmcf-ptype="general">연세대 양자사업단은 최근 일본 이화학연구소(RIKEN), IBM과 협력해 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠’와 연세대의 IBM 퀀텀 시스템 원을 물리적으로 연결하는 초연결 메가프로젝트에 착수했다. 인류가 직면한 난제를 풀기 위해 국내 연구진이 세계 최고 수준의 양자-슈퍼컴퓨팅 인프라 구축에 나선 것이다.</p> <p contents-hash="964e0421aa75c7ac05011f77491ca9ac88920d903582b53cf11c5f4baab4604d" dmcf-pid="2shh9DKpEb" dmcf-ptype="general">이번 프로젝트의 핵심은 기존 컴퓨터로는 계산이 어려웠던 생명 현상의 근본 메커니즘을 양자역학 관점에서 규명하는 데 있다. 임상의사인 정 단장은 인류 생존과 직결된 문제의 공통 분모로 미토콘드리아의 ‘전자 전달’ 시스템을 꼽는다. 미토콘드리아는 음식물에서 전자를 추출해 ATP라는 생체 에너지를 생성하는 기관으로, 이 전자의 이동 경로 중심에는 ‘철-황(Fe-S) 클러스터’ 구조가 자리하고 있다.</p> <p contents-hash="8ae2071e652bcdff879306c0d0f457bbf06a0a51cd2b29492ab1966581d4ab6b" dmcf-pid="VOll2w9UIB" dmcf-ptype="general"><strong>자연 설계도 해독…‘엘 캐피탄’도 30년 걸릴 계산, 양자로 푼다</strong></p> <p contents-hash="4f86d80b717cb4ca5373ce0b01d593756fef26c26b95e2797c5af51d9d1fa10a" dmcf-pid="fISSVr2uEq" dmcf-ptype="general">정 단장이 가장 먼저 주목한 질환은 신생아 난치병인 ‘리 증후군(Leigh Syndrome)’이다. 이 병은 유전자 돌연변이로 인해 철-황(Fe-S) 클러스터 구조가 미세하게 틀어지면서 발생한다.</p> <p contents-hash="bc577db9d034c0f38ad45b47f408e533625e91ce86177dd1343ec5e49cdfffe9" dmcf-pid="4CvvfmV7rz" dmcf-ptype="general">정 단장은 “의자 다리 하나가 조금만 휘어도 균형이 무너지듯, 아미노산 하나의 변화로 구조가 기울면 전자 전달 속도가 약 1만 분의 1초 수준으로 느려진다”며 “그 결과 아이들은 몸을 제대로 가누지 못하는 ‘플로피 베이비’ 상태로 고통받다 대부분 2년 내 사망에 이른다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="bacd567f3ede3090d644eb0b7612749349dcdccc8afdeb71dbde87626e1b66a9" dmcf-pid="8077N1aew7" dmcf-ptype="general">이 질환의 원인을 규명하려면 분자 수준에서 전자의 배치를 정밀하게 계산해야 한다. 하지만 계산 규모가 방대하다. 철-황 클러스터의 상관관계를 분석하려면 ‘10억 × 10억’에 달하는 초거대 행렬을 풀어야 하기 때문이다.</p> <p contents-hash="5d3a3fab9c2279f0bcb30bb5084e7e2b4b03e860448b034d33a40fca3926f19b" dmcf-pid="6pzzjtNdsu" dmcf-ptype="general">정 단장은 “초당 100경 번 연산이 가능한 세계 최고 수준의 슈퍼컴퓨터 ‘엘 캐피탄(El Capitan)’을 총동원해도 이 계산 하나에 30년이 걸린다”며 “기존 방식으로는 사실상 해결이 불가능한 문제”라고 말했다. 그러면서 “이 거대한 계산의 한계를 넘을 수 있는 유일한 해법이 바로 양자컴퓨터”라고 강조했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c06f6952096cca9b64e4500f1188e2573821407e1cfb1ff08c6e18541f67fe22" dmcf-pid="PUqqAFjJEU" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연세대 IBM 양자컴퓨터과 리켄 슈퍼컴퓨터 연결 개념도. (이미지=연세대·IBM)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050736242ayfy.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="7CgEpo0Hs8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050736242ayfy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연세대 IBM 양자컴퓨터과 리켄 슈퍼컴퓨터 연결 개념도. (이미지=연세대·IBM) </figcaption> </figure> <div contents-hash="06cf26a1527d55cd90742f9ac4a800b1b4580323aa4b8728d4c35f5f0248dbaf" dmcf-pid="QuBBc3Aisp" dmcf-ptype="general"> <strong>‘표본 기반’ 알고리즘 도입…전자의 ‘숨겨진 길’ 찾는다</strong> </div> <p contents-hash="a1a1946b1090d8c13e5e51c8c6d7c067117fdfed8d144f92a40c72410dd89cf6" dmcf-pid="x7bbk0cnE0" dmcf-ptype="general">미토콘드리아 연구에서 밝혀낼 ‘전자의 거동’ 원리는 인류의 식량 문제와도 맞닿아 있다. 인류 절반을 먹여 살리는 질소비료를 합성하는 데 전 세계 에너지의 약 1.5%가 사용되고, 이 과정에서 막대한 이산화탄소가 배출된다는 것이 정 단장의 설명이다. 이는 섭씨 400도의 고온과 대기압의 200배에 달하는 고압이 필요하기 때문이다. 반면 뿌리혹 박테리아는 상온·상압에서도 손쉽게 질소를 고정한다.</p> <p contents-hash="3bb46dda271451c377f30a8707318ed2fdf5be6b5da3e787390c778a38579a73" dmcf-pid="ykrr7Nu5I3" dmcf-ptype="general">정 단장은 “박테리아가 가진 ‘나이트로제네이즈’ 효소 역시 철-황 클러스터를 통해 전자를 전달한다”며 “이 원리를 정확히 이해하면 에너지 소모 없이 작동하는 인공 효소를 구현해 탄소중립과 식량난을 동시에 해결할 수 있다”고 강조했다.</p> <p contents-hash="a9e63864924c834ceb07222f0d3d06f0590608a68949754fdad03440741d451d" dmcf-pid="WEmmzj71DF" dmcf-ptype="general">연세대 양자사업단은 이 비밀을 풀기 위해 ‘표본 기반 양자 대각화(SQD)’ 알고리즘을 도입했다. 방대한 데이터 중 의미 있는 표본만 추출해 계산 효율을 높이고, 전자의 미세한 움직임을 정밀하게 재현하는 기술이다. 기존 학계에서는 전자가 정해진 통로를 따라 이동한다는 ‘철-황 사다리 모델’이 주류였지만, 사업단은 양자 연산을 통해 전자가 여러 경로로 동시에 이동하는 ‘비정형 병렬 경로’를 규명한다는 계획이다.</p> <p contents-hash="d717cd648bdabe9540651bebcf7dabf48e23b6853e2d34517d7aeb778f6c1fd2" dmcf-pid="YDssqAztrt" dmcf-ptype="general">정 단장은 이를 ‘언어’에 비유했다. 그는 “자연은 본래 양자역학적으로 작동하는데, 이를 0과 1의 고전 컴퓨터로 해석하는 것은 외국어로 억지 번역하는 것과 같다”며 “양자컴퓨터라는 ‘네이티브 언어’를 활용해야만 자연의 복잡한 전자 이동을 왜곡 없이 정확히 이해할 수 있다”고 말했다.</p> <p contents-hash="954bbef0c6fb38e66944d8a352b0cacfcb6b2e3b9075e12e74939a78e0f14d00" dmcf-pid="GAeeT4vmr1" dmcf-ptype="general"><strong>2029년 ‘폴트 톨러런트’ 시대...대한민국 양자 주권 확보</strong></p> <p contents-hash="51d470b8ce2f58c5fb68649c257e1529d179565f9f14d94763d014c93b0af4de" dmcf-pid="Hcddy8TsE5" dmcf-ptype="general">연세대는 인천 송도의 “IBM 퀀텀 시스템 원”과 일본 고베의 슈퍼컴퓨터 후가쿠를 직선거리 800㎞를 넘어 물리적으로 연결하는 데 성공했다. 전용 통신 알고리즘을 개발해 지연 시간을 20밀리초 이내로 안정화했다. 사업단은 오는 7월 현재의 시스템을 최신 하드웨어인 ‘시스템 투’로 교체하며 신약 개발 프로젝트에 더욱 박차를 가할 예정이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c2ad195d4242e79ccd040aff5e97682b807726db67f44cebfb5aac659fa99be0" dmcf-pid="XkJJW6yOmZ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연세대 양자사업단과 일본 이화학연구소(RIKEN)가 지난해 11월 회의를 하고 있다. (사진=연세대)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050737467ndez.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="znTT4sfzr4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/22/Edaily/20260422050737467ndez.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연세대 양자사업단과 일본 이화학연구소(RIKEN)가 지난해 11월 회의를 하고 있다. (사진=연세대) </figcaption> </figure> <div contents-hash="b034e4900d411095da5beeebcc86f9737a6dbfb4153cb2f245a1c50f7a992826" dmcf-pid="ZEiiYPWIOX" dmcf-ptype="general"> 정 단장은 양자 기술이 2029년을 기점으로, 챗GPT 등장 당시와 같은 거대한 변화를 가져올 것으로 내다봤다. 그는 이 시점에 오류를 스스로 보정하는 ‘폴트 톨러런트’ 양자컴퓨터가 등장할 것으로 전망했다. </div> <p contents-hash="504999dfd53c42137ef852893037aa2206348bc025ec9f3a4b1fcc7c02dd0d46" dmcf-pid="5DnnGQYCEH" dmcf-ptype="general">정 단장은 “오류 없는 큐비트 100개만 확보돼도 전 세계 슈퍼컴퓨터는 사실상 무력화된다”며 “어느 날 갑자기 세상이 바뀌는 ‘브레이크스루’가 나타날 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="020bc4f5bcf70b773863d65904d5da45d09a3dd1815228f5f0aa9fc08b4cb11b" dmcf-pid="1wLLHxGhmG" dmcf-ptype="general">양자컴퓨터에 대한 회의론에도 선을 그었다. 그는 “기술을 충분히 이해하지 못하면 회의적으로 보일 수 있지만, 이는 과거 로봇 수술이나 AI를 과소평가하던 시각과 크게 다르지 않다”며 “변화는 이미 시작됐고, 우리가 인식하지 못할 뿐”이라고 강조했다. 이어 “2029년이 되면 지금의 의구심은 확신으로 바뀔 것”이라고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="0d3c6881d8d1eda143ad2e351155511f17bb398982b98bd5596fdc510a53718f" dmcf-pid="trooXMHlIY" dmcf-ptype="general">연세대의 목표는 기술 개발을 넘어 ‘양자 문해력’ 확산에 있다. 정 단장은 이를 ‘LOVE(Literacy·Outreach·Versatility·Engagement)’라는 비전으로 제시했다. 그는 “대학의 본질은 문해력을 높이는 데 있다”며 “양자역학을 이해하는 인재를 양성해 한국이 글로벌 양자 생태계를 주도하는 기반을 마련하겠다”고 밝혔다.</p> <p contents-hash="2dec7f505b7af3a22f4683ec576cd0418a04c9928a082c91eee337a8c256c638" dmcf-pid="FmggZRXSrW" dmcf-ptype="general">한광범 (totoro@edaily.co.kr) </p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 프로배구 여자부 FA 종료…음주운전 논란 안혜진 계약 실패 04-22 다음 유깻잎, 남자 친구 공개…"아르바이트 중인 카페 사장" [RE:TV] 04-22 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
