서울성모병원 영상의학과 정정임 교수·순환기내과 윤종찬 교수, 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 안도열 석좌교수 팀이 그 주인공이다. 

연구팀은 '심혈관 질환 임상 위험 예측 및 진단을 위한 양자 알고리즘' 연구과제로 생물의학 영역에 혁신적인 아이디어를 인정받았다. 

양자컴퓨팅은 0과 1을 동시에 표현해 다수의 연산이 가능한 큐비트(qubit)라는 개념으로 계산하는 컴퓨터를 이용한 차세대 IT 기술이다. 

양자컴퓨터는 신약 개발 시 하나하나 실험을 거쳐야 했던 작업을 단번에 최적화된 신물질을 정밀하고 신속하게 찾을 수 있게 지원한다.

이번 과제 선정으로 양자컴퓨팅과 의료기술을 접목한 성과가 인공지능(AI)에 이어 전 세계 의료 IT 환경 혁신에 선두적인 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 

총 130만 달러(한화 18억2000만원) 상금 규모의 이번 챌린지는 국립보건원 산하 국립전환과학진흥센터 주관으로 진행됐다. 

아이디어 구상 및 계획(1단계)과 양자 알고리즘 개발 및 하드웨어 구현(2단계)으로 진행되며, 연구팀은 1단계 심사결과 국내에서 유일하게 선정됐고, 현재 2단계 실증 사업에 접어든 상태다.

연구 목표는 양자컴퓨팅 기반 전산유체역학 분석을 통해 기존 분석보다 실행 속도와 정확도를 높여 심혈관 질환의 병태 생리를 규명하고 예후를 예측하는 기술을 구현하는 것이다. 

해당 기술이 상용화된다면 심장의 수축 기능, 염증이나 면역반응과 같은 전신적 요인을 포함한 다양한 변수들을 동시에 고려해 심혈관계 전반에 개인별 맞춤형 치료 계획을 제공할 수 있게 된다. 

심혈관 질환은 우리나라 사망원인 2위를 차지하고 있으며, 2021년 기준 전체 허혈성 심장질환자만 해도 약 100만 명에 달한다.

그 중 심근경색에 국한해 보더라도 연간 3만4612건이 발생해 10년 전 대비 54.5% 증가하는 만큼, 이에 맞춤형 조기 진단 중요성이 더욱 부각되고 있다.

정정임 교수는 "현재 개발 중인 양자컴퓨팅 기반 분석은 심장내 혈역학적인 정보를 통합함으로써 환자에게 맞춤치료를 제공할 수 있는 토대가 될 것" 이라고 연구 의미와 중요성을 강조했다.

총괄 대표 연구자 안도열 교수는 "의료 분야에 양자컴퓨팅을 적용하는 것은 실제 산업현장에서 혁신을 이룰 수 있음을 보여주는 중요한 사례"라며 의미를 부여했다.

한편, 이번 연구는 메릴랜드대 국립양자연구소로부터 매년 최대 8만 달러 상당의 아이온큐 양자 장치 컴퓨팅 크레딧과 시뮬레이션 클러스터 무제한 사용 지원을 받게 된다.