양자컴퓨터, 신약개발 도우미 될까...노보의 담대한 시도

• 노보노디스크재단, 생명공학 양자컴퓨터 구축에 2억달러 투자
• 향후 12년 학계와 협업해 플랫폼 구축…글로벌 제약사 최초
• 마이크로바이옴·인간게놈·단백질 구조 등 미지 영역 분석…신약 개발 가속

양자컴퓨터(사진: IBM 홈페이지 발췌)

[데일리팜=정새임 기자] 양자 컴퓨팅이 차세대 첨단 기술로 부상하면서 제약업계의 관심도 커지고 있다. 현재 컴퓨터로는 풀 수 없는 생명과학의 비밀을 양자 컴퓨터가 해결함으로써 신약 개발 수준을 크게 높여줄 것이란 기대 속에 노보노디스크가 글로벌 제약사 중 처음으로 양자 컴퓨터 분야에 뛰어들었다.

24일 제약업계에 따르면 노보노디스크 재단(Novo Nordisk Foundation)은 최초의 생명과학 특화 양자 컴퓨터를 구축하기 위해 2억달러(2825억원)를 투입한다. 재단이 실시하는 역대 두 번째로 큰 프로젝트다.

노보노디스크 재단은 덴마크 코펜하겐 대학 닐스 보어 연구소와 협력해 향후 12년 간 양자 컴퓨터 구축 프로젝트를 진행한다. 기존 컴퓨터로는 할 수 없거나 수 년이 걸리는 계산을 빠르게 수행해 새로운 방식으로 신약을 개발할 수 있는 양자 컴퓨터를 개발하겠다는 구상이다. 이를 위해 메사추세츠공대, 델프트 공대, 덴마크 공대 등 학계 연구팀들이 협력한다.

처음 7년은 양자 컴퓨터를 구성하는 기본 단위인 '큐비트'를 구축하기 위한 물질과 알고리즘, 하드웨어를 개발하는 데 집중한다. 재단 자금의 일부는 Quantum Foundry P/S라는 새로운 회사를 설립하는 데 쓰인다. 이 회사는 개발에 필요한 재료를 공급한다. 이 재료들을 활용해 연구원들은 가장 유망한 양자 컴퓨팅 플랫폼 3개를 공동 엔지니어링 할 수 있는 역량을 쌓는다. 이후 가장 적합한 플랫폼을 결정한다.

이후 5년 간 선택된 양자 플랫폼을 확장해 2034년까지 덴마크 최초의 양자 컴퓨터를 만드는 것을 목표로 한다.

양자 컴퓨터는 에너지의 최소 단위인 전자와 광자 등 양자를 활용해 광자(빛 알갱이)에 정보를 담아 처리한다. 기존 컴퓨터가 0과 1의 2진법 구조인 반면 양자 컴퓨터는 양자역학의 '중첩'과 '얽힘' 현상으로 0이면서 동시에 1이 될 수 있다. 정보를 동시에 표현하는 양자의 성질을 컴퓨터에 적용하면 정보 처리 속도가 기하급수적으로 향상한다.

양자 컴퓨터는 그동안 인류가 풀지 못했던 생명과학의 난제들을 해결하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다. 방대한 게놈 데이터를 빠른 시간에 분석하고, 인간 미생물 군집의 복잡한 관계를 풀 수 있을 뿐 아니라 기존 컴퓨터보다 분자의 구조와 패턴, 특징을 더 효율적으로 예측하고 시뮬레이션 함으로써 새로운 약물 개발의 실마리를 제공할 수 있다.

물론 양자 컴퓨터를 상용화하기 위해서는 큐비트를 충분히 유지하고 효과적으로 통제할 수 있는 기술이 발전해야 하고, 제약 환경에서 활용하기 위해 실험실 조건에 맞게 양자 컴퓨팅 플랫폼이 확장 가능해야 한다. 기존 화학 문제를 양자 계산 문제로 식별할 수 있는 적절한 하드웨어와 소프트웨어도 뒷받침되어야 한다는 과제가 있다.

노보노디스크재단은 "양자 컴퓨터는 인간 마이크로바이옴의 복잡한 상호작용을 규명하고, 방대한 게놈 데이터를 분석하거나 신약 개발을 가속화함으로써 맞춤 의학의 도래에 핵심이 될 것"이라고 강조했다.