부산대학교 연구팀이 EQTC 2025 학회에서 기념촬영을 하고 있다.(사진=부산대 제공)

부산대학교 연구팀이 전 세계 유수의 연구기관들이 경쟁하는 국제 퀀텀(양자) AI(인공지능) 경연대회에서 결선 ‘TOP5’에 진출해 화제다.

특히 양자기술을 실제 약물 반응 예측 문제에 적용한 국내 최초의 연구팀으로 참가해, 양자컴퓨팅이 제약·생명과학 분야의 복잡한 문제를 해결하고 신약 개발 혁신에 기여할 수 있는 가능성이 한층 가까워졌다는 기대가 커지고 있다.

부산대는 정보컴퓨터공학부 황원주·송길태 교수와 제약학과 윤인수 교수로 구성된 공동연구팀이 덴마크에서 개최된 '국제 퀀텀 혁신 챌린지(Quantum Innovation Challenge 2025)'에서 ‘최종 결선’에 진출했다고 12일 밝혔다.

이 챌린지는 비만치료제 ‘위고비’를 출시한 덴마크의 글로벌 제약기업 노보 노디스크(Novo Nordisk)와 코로나19 치료제 ‘타미플루’를 만든 스위스의 제약기업 로슈(Roche)의 후원으로 진행되는 국제 경연대회로, 전 세계에서 연구팀들이 참가해 제약·생명과학 분야의 실제 문제를 양자컴퓨팅 기반 기술로 해결하기 위한 아이디어를 겨루는 대회다.

부산대 연구팀은 연구의 창의성과 응용 가능성을 모두 인정받아 최종 5개 팀 중 하나로 선발돼, 글로벌 연구 무대 결선에 진출했다.

AI와 양자컴퓨팅의 융합 연구가 글로벌 무대에서 주목받으며, 제약·의료 분야에서도 혁신을 이끄는 새로운 핵심 기술로 떠오르고 있다. 이러한 가운데 이번 챌린지는 덴마크 코펜하겐에서 지난 10일부터 12일까지 열린 유럽 최대 규모의 양자학회 ‘European Quantum Technologies Conference 2025 (EQTC 2025)’의 공식 프로그램 중 하나로, BioInnovation Institute (BII), QAI Ventures, Novo Nordisk Fonden, Danish Quantum Alliance 등이 공동 기획해 개최됐다.

파이널 결선 TOP5에는 한국의 부산대 외에도 미국 UCLA, 독일 RWTH Aachen University, 영국 Imperial College London, 인도 Vellore Institute of Technology 등 세계 유수 기관 연구팀이 선발됐다. 결선에 오른 5개 팀은 EQTC 2025 현장에서 진행된 발표 세션을 통해 각 팀이 제안한 양자컴퓨팅 기반 솔루션의 혁신성과 실제 응용 가능성을 공유했다.

부산대 대표팀 ‘Team PNU’는 양자역학, 인공지능, 약물동태학(PK/PD) 분야 전문가들이 힘을 모은 융합 연구팀이다. 연구팀은 임상 1상 단계에서 약물 복용량을 최적화하는 문제를 해결하기 위해, 양자컴퓨팅 기반 신경망(QNN)과 고전 신경망(Classical Neural Network)을 결합한 하이브리드 예측 모델을 제안했다. 즉 사람에게 처음 신약을 시험할 때(임상 1상) 얼마만큼의 약을 투여해야 안전하고 효과적인지 정확히 예측하기 위한 새로운 컴퓨터 모델을 개발한 것이다.

이 모델은 약물 농도와 생리적 반응 간의 복잡한 상호작용을 정밀하게 학습해, 기존 통계 모델로는 포착하기 어려웠던 비선형 반응 패턴과 개체 간 변동성까지 반영하며 예측 성능을 크게 향상시켰다.

연구팀은 EQTC 2025 학회 현장 발표 세션에서 연구 성과를 공개하고, 양자컴퓨팅을 이용한 약물 반응 예측 및 최적화 알고리즘의 구현 전략을 발표해 참가자들로부터 높은 평가를 받았다.

향후 수개월에 걸쳐 진행되는 결선 단계에서는 IBM Quantum 환경과 덴마크 Gefion AI 슈퍼컴퓨터를 이용해 실제 양자 회로 최적화 실험을 수행하며, 그 결과를 바탕으로 최종 순위가 결정될 예정이다.

부산대 연구팀은 이번 결과가 양자컴퓨팅이 실제 의료·산업 문제 해결에 기여할 수 있음을 보여줬다고 평가했다.

부산대 장영실 인공지능융합연구원장 송길태 교수(정보컴퓨터공학부)는 “양자역학과 인공지능, 약물효과 모델링이 결합된 융합 연구를 통해 부산대 연구진이 세계적인 무대에서도 충분한 경쟁력을 입증했다”며 “환자 맞춤형 약물 투여량 최적화 및 약물 반응 분석 등 정밀의료 연구로 확장할 계획”이라고 말했다.

이번 연구는 부산대 황원주 교수, 송길태 교수, 윤인수 교수를 비롯해 정선근, 설상훈, 김주성(박사과정), 김민결, Le Tung Giang, Nguyen Doan Hieu, Mai Dinh Cong(석·박사통합과정) 등 연구원들이 참여했다.

해당 연구는 부산대 RISE 디지털테크 UIC 사업단이 추진하는 ‘미래산업 선도 연구인재 양성’ 프로그램과 정보통신기획평가원(IITP)의 ‘인공지능융합혁신인재양성’ 사업의 지원을 받아 수행됐다. 부산대는 이번 결선 진출을 계기로 양자 AI 기술을 중심으로 한 국제 공동연구와 인재 양성 기반을 더욱 강화할 계획이다.