Qubit Pharmaceuticals·싱가포르 CQT, 신약 개발용 양자 알고리즘 공동연구 착수

협력의 배경과 목표

Qubit Pharmaceuticals는 양자화학 기반 신약 후보 탐색을 전문으로 하는 기업이며, CQT는 양자 회로 설계와 하드웨어 구현에 강점을 보유한 연구기관이다. 양측은 각자의 역량을 결합해 변분 양자 고유값 분해(VQE), 양자 위상 추정(QPE), 양자 마르코프 연쇄 몬테카를로(qMCMC) 세 가지 알고리즘 클래스를 개발하고 실증하는 것을 핵심 목표로 삼는다. 이들 알고리즘이 겨냥하는 병목은 두 가지다. 하나는 약물 특성 예측을 위한 양자화학 계산의 정확도 향상이고, 다른 하나는 분자 구조 탐색을 위한 효율적인 샘플링 기법 확보다.

첫 실험 결과: qMCMC의 하드웨어 구현

공동연구팀은 qMCMC 알고리즘을 여러 인코딩 방식으로 구현해 Quantinuum의 H2 및 Helios 시스템에서 테스트했다. 연구진에 따르면 이 알고리즘을 실제 양자 하드웨어에 배포한 사례는 이번이 처음이며, 세부 내용은 arXiv(2603.08395)에 공개됐다. 발표는 Quantinuum과 싱가포르 NQO가 공동 주최한 행사에서 약 250명을 대상으로 이루어졌다. 하드웨어 접근은 싱가포르 국가양자컴퓨팅허브(NQCH)를 통해 지원된다.

연구팀 구성과 운영 방식

프로젝트는 Qubit Pharmaceuticals의 Jean-Philip Piquemal 최고과학책임자와 CQT의 Sergi Ramos-Calderer가 공동으로 이끌며, 현재 양 기관에 각각 배치된 4명의 연구원으로 출발한다. 연구 범위가 확장되는 시점에 추가 연구인력 합류가 예정되어 있다. 알고리즘 검증은 시뮬레이터에서 먼저 수행한 뒤 실 하드웨어로 이전하는 단계적 방식을 택한다.

기술적 맥락과 한계

양자화학 알고리즘 연구 자체는 수십 년의 역사를 가지나, 실제 하드웨어에서의 구체적 구현 사례는 여전히 드물다. 이번 연구가 탐색하는 이점은 이론적으로 이차(quadratic) 또는 지수(exponential) 수준의 고전 대비 연산 우위지만, 현 단계에서는 이러한 우위가 신약 개발 파이프라인에서 실용적으로 실현되는지 여부를 검증하는 것이 핵심 과제다. 연구팀 스스로도 알고리즘의 '과학적 가능성'에서 '실용적 유용성'으로의 전환 가능성을 규명하는 것이 목표임을 명시하고 있어, 현재는 개념 증명 단계로 보는 것이 적절하다.

장기 방향

팀은 중장기적으로 양자 알고리즘이 직접 생성한 분자 시뮬레이션 데이터를 신약 개발 프로세스에 통합하는 것을 목표로 한다. 이는 양자컴퓨팅이 제약 산업의 초기 후보 물질 선별 단계에 실질적으로 개입하는 시나리오로, 하드웨어 성능 향상과 알고리즘 개발이 동시에 진행되어야 가능하다.