미국 국가양자알고리즘센터, 2026년 그랜드챌린지 5개 과제 선정

센터 개요와 프로그램 취지

NQAC는 2025년 7월 시카고 남측에 조성된 128에이커 규모의 IQMP 내에 설립된 회원제 기관이다. P33, 노스웨스턴대학교, 일리노이대학교 어배너-샴페인(UIUC) 소속 디스커버리파트너스인스티튜트(DPI)가 재원을 제공한다. 그랜드챌린지는 박사후연구원을 중심으로 학계·양자 하드웨어 및 소프트웨어 공급자·산업 최종 사용자가 협력해 실용 양자 응용을 개발하는 구조다. 실험적 코딩 단계를 넘어 생산 수준의 양자 자산으로 전환하는 경로를 표준화하는 것이 핵심 목적이다.

선정 과제 — 에너지 분야

에너지 관련 과제가 두 건 포함됐다. 시카고대학교 Laura Gagliardi 교수 팀은 PsiQuantum, ULRI와 함께 녹색수소 생산 및 이산화탄소 활용을 위한 화학반응 시뮬레이션에 내결함성(fault-tolerant) 워크플로를 적용한다. 또 UIUC Patrick Draper 교수 팀은 IBM, 전력연구원(EPRI)과 협력해 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA)을 현대 전력망의 분산화·신뢰성 문제에 활용하는 연구를 수행한다.

선정 과제 — 화학·소재 및 원자력

양자 화학 벤치마킹 과제에서는 UIUC Clark 교수 팀이 qBraid, BP와 함께 연료 분야 산업용 분자를 대상으로 양자 알고리즘을 평가하는 공개 지식 그래프와 데이터셋을 구축한다. 원자력 최적화 과제에서는 시카고대학교 Fred Chong 교수 팀이 Infleqtion, Constellation, EPRI와 함께 현대 원자로의 연료 집합체 설계에 양자 최적화 알고리즘을 적용한다.

선정 과제 — 신약·재료 분야

노스웨스턴대학교 Nikos Hardavellas·Roberto dos Reis 교수 팀은 IBM, AbbVie와 협력해 해밀토니안(Hamiltonian) 시뮬레이션 컴파일러를 개발한다. 제약·소재 연구자들이 양자 시스템에 더 쉽게 접근할 수 있도록 진입 장벽을 낮추는 데 초점을 맞춘다.

의미와 과제

이번 5개 과제는 이론적 양자 우위를 청정에너지·화학·의약품 등 실질적 산업 문제와 연결하려는 시도라는 점에서 주목된다. 특히 표준화된 벤치마크와 공개 데이터셋 구축을 명시적 목표로 삼고 있어, 개별 연구 결과가 더 넓은 생태계에서 재활용되는 구조를 지향한다. 다만 박사후연구원 주도 과제 특성상 성과의 상용화까지 소요되는 시간과 실제 산업 적용 가능성은 별도로 검증이 필요하다.