KIST 공동연구팀, 2026 퀀텀 이노베이션 캐털라이저 프로그램 선정

한국과학기술연구원 뇌융합연구단 한경림 책임연구원.ⓒ한국과학기술연구원

한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 한경림 박사가 양자컴퓨팅을 활용해 심혈관 진단과 신약 전달 문제를 동시에 해결하는 차세대 의료기술 개발에 나선다.

KIST는 한경림 박사가 참여한 국제 공동연구팀이 미국 클리블랜드 클리닉(Cleveland Clinic)과 글로벌 투자사 K5글로벌이 공동 주관하는 ‘2026퀀텀 이노베이션 캐털라이저 프로그램’에 최종 선정됐다고 15일 밝혔다.

클리블랜드 클리닉은 미국 심장 전문 의료기관 평가에서 수십 년간 최상위권을 유지해온 세계적 권위 기관으로, IBM과 파트너십을 체결하고 헬스케어 전용 양자 컴퓨터를 운영하고 있다.

퀀텀 이노베이션 캐털라이저 프로그램은 양자컴퓨팅 기술을 활용해 기존 컴퓨팅 방식으로는 해결이 어려운 복잡한 생의학 문제를 해결할 혁신적 알고리즘 개발을 목표로 하며 올해는KIST공동연구팀을 포함해 전 세계에서 단 3개 팀만이 최종 선정됐다.

공동연구 선정 주제는 ‘양자 알고리즘 기반CT-FFR시뮬레이션 및 종양 미세순환 모델링’이다. 서울시립대학교 안도열 명예석좌교수가 연구책임자를 맡았다.

공동연구에는 한경림 박사가 멀티스케일 양자-인공지능 하이브리드 모델링 및 시뮬레이션 분야에서 핵심적 역할을 담당한다. 가톨릭대학교 서울성모병원 영상의학과와 순환기내과 교수진도 참여한다.

연구팀은 세계7대 수학 난제인 나비에–스토크스 방정식을 양자컴퓨터로 풀기 위한 알고리즘을 개발해 CT영상만으로 심혈관 협착의 중증도를 실시간으로 평가하는 비침습 진단 플랫폼과 종양 내 약물 전달 최적화 시스템 구축을 목표로 한다.

미국 메릴랜드대 국립양자연구소(Q-Lab)와 아마존AWS,핀란드의 양자컴퓨터 기업IQM의 기술 지원도 병행된다.

선정된 연구팀은 향후12개월간 클리블랜드 클리닉 전문 연구진의 자문과 지도를 받으며 헬스케어·생명과학 전용으로는 세계 최초로 구축된IBM양자 컴퓨터를 클리블랜드 클리닉 본원에서 활용하게 된다.

재정적으로는 K5글로벌로부터 최대 25만 달러(약 3억 5000만원)의 투자와 클리블랜드 클리닉의 동일 규모 현물 지원이 제공될 예정이다.

연구가 성공적으로 완료될 경우 현재 침습적 시술이나 수 시간의 계산이 필요했던 심혈관 기능 평가를 영상 촬영만으로 실시간 수행할 수 있게 되어 임상 현장의 진단 패러다임을 크게 바꿀 것으로 기대된다.

나아가 신약 개발 과정에서 실패율이 가장 높은 약물 전달 단계의 최적화를 통해 신약 개발 비용과 기간을 단축하는 데에도 기여할 전망이다.

연구 성과는 정밀의료를 넘어 고속 항공 유체 해석, 기후 예측 등 비선형 유체역학 해석이 필요한 다양한 분야로 확장될 가능성도 크다.

한 박사는 “양자컴퓨팅이 실제 임상 문제를 푸는 단계로 진입하는 중요한 시점에 KIST의멀티스케일 바이오 모델링 및 시뮬레이션전문성이 국제적 선도연구에 기여하게 되어 뜻깊다”며 “이번 연구를 통해 비침습 심뇌혈관 진단과 신약의 약물 전달 최적화 설계라는 두 가지 임상 난제에 새로운 해법을 제시하고 향후KIST의 양자-바이오 융합 연구 역량을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다.