미국 에너지부, Genesis Mission 2단계에 2,170억 원 투자…하버드 양자 오류 정정·Oak Ridge 양자자석 설계 포함

Genesis Mission 2단계 개요

DOE는 2026년 7월 첫 Genesis Mission 발표에 이어 이번에 12개 2단계(Phase II) 과제를 추가 선정했다. 이로써 전력망 인공지능 모델인 GridFM 2.0과 핵에너지 과제 Prometheus를 포함한 2단계 총 과제 수는 14건이 됐다. 여기에 6건의 1단계(Phase I) 신규 과제도 함께 발표됐다. 이 프로그램은 DOE 산하 국립연구소·대학·민간 기업을 연결해 AI, 슈퍼컴퓨팅, 과학 데이터, DOE 고유 연구 인프라를 결합하는 것을 목적으로 한다.

양자 분야 핵심 과제: 오류 정정과 양자자석

이번 선정에서 양자과학 분야에 직접 연관된 과제는 두 건이다.

첫째, 하버드대가 이끄는 ASQC(Application-Aware Error Correcting Codesign for Scientific Quantum Computing)는 AI를 고성능 양자 하드웨어와 결합해 과학 연산에 특화된 양자 오류 정정 체계를 구축하는 과제다. 범용 오류 정정이 아니라 과학 계산 애플리케이션의 요구에 맞게 설계를 공동 최적화(codesign)한다는 점이 특징이다.

둘째, Oak Ridge 국립연구소가 주도하는 양자자석 설계 과제는 물리 법칙을 내재화한 AI 프레임워크를 이용해 원하는 특성으로부터 역방향으로 소재를 설계하는 방식을 취한다. 양자 센싱, 저전력 전자소자, 양자 기술 전반에 활용 가능한 기능성 양자자석 개발을 목표로 한다.

여타 과학 분야 과제

양자 분야 외에도 이번 선정에는 핵융합, 생명공학, 지열 에너지, 입자물리학 등 광범위한 영역이 포함됐다. Commonwealth Fusion Systems가 이끄는 SPARC 융합 실증 장치 디지털트윈 과제, UC 샌디에이고의 RNA 구조 데이터베이스 5배 확장 과제, MIT의 격자 양자색역학(LQCD) 가속 계산 과제 등이 대표적이다. Fermilab이 이끄는 AXESS는 우주·고방사선·극저온 환경에 견디는 고성능 마이크로칩 설계에 AI를 적용한다.

의미와 한계

이번 투자는 AI가 기초과학 연구의 속도를 끌어올리는 수단으로 국가 차원에서 본격 제도화됐다는 점에서 주목된다. 특히 양자컴퓨팅과 양자소재 분야에서 AI와 양자 하드웨어·소재 설계를 연계하는 방향은 기존의 순수 하드웨어 경쟁을 넘어 소프트웨어·알고리즘·소재를 통합하는 접근으로의 전환을 시사한다.

다만 총 1억 5,900만 달러를 12개 과제가 나눠 받는 구조여서 과제당 평균 규모는 약 1,325만 달러 수준이다. 2단계 과제가 실질적인 실증 성과로 이어지려면 추가 확장 투자와 상업화 연계가 필요하며, 이번 발표는 그 시작점에 해당한다.