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가톨릭대학교 서울성모병원-서울시립대학교-㈜플로우닉스 공동연구팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 ‘2026년도 양자컴퓨팅 기반 양자이득 도전연구사업’ 신규과제에 최종 선정됐다. 이번 연구는 심혈관질환의 전산유체역학(CFD) 분석 속도와 정확도를 높이고, 임상현장에서 양자컴퓨팅이 실제로 이득을 보이는 조건을 규명하는 것을 목표로 한다.

연구팀은 2026년부터 2028년까지 2년 6개월 동안 총 25억원의 국책 연구비를 지원받아 ▲3차원 딥러닝 기반 심장·좌심방·대동맥 자동 영역화 ▲양자 기반 혈류역학 모델 구축 ▲4D Flow MRI를 활용한 환자 사례 검증을 진행한다. 최종적으로는 기존 고전적 CFD 대비 양자 기반 CFD의 정밀도를 95% 이상 확보하는 것을 목표로 하며, 초기에는 심방세동 환자를 대상으로 연구를 시작해 다른 심장질환으로 확대할 계획이다.

이번 연구는 네 가지 핵심 기법을 결합해 양자연산의 효율성을 높이고 오류를 줄이는 데 집중한다. 변분양자알고리듬(VQA), 크릴로프 부분공간 탐색, 고전적 섀도우 측정, 비마르코프 양자오류완화 기법이 그것이다. 서울성모병원은 임상데이터 확보와 검증을 총괄하고, 서울시립대는 알고리듬 개발 및 성능지표 산출을 담당한다. 플로우닉스는 자체 개발한 ‘플로우닉스 스트림라이너’를 통해 양자 CFD의 정확도를 검증한다.

윤종찬 교수는 “혈류역학 기반 맞춤형 진단과 치료가 심혈관질환 극복의 핵심이지만 아직 임상에서 충분히 구현되지 못했다”며 “CFD Solver 단계에 양자알고리듬을 적용해 실제 임상에서 양자이득이 나타나는 조건을 확인하겠다”고 밝혔다. 안도열 교수는 “목표 정확도를 유지하면서 회로 자원과 측정 횟수를 줄일 수 있는지를 수치로 규명할 것”이라고 강조했다.
 

이번 성과는 미국 NIH 양자컴퓨팅 챌린지와 클리블랜드 클리닉 카탈라이저 프로그램에 이어 세 번째 국제적 쾌거로, 국내 양자의료 연구의 위상을 높이는 계기가 될 전망이다. 연구팀은 향후 뇌혈관질환 진단, 의공학 기기 설계, 메디컬트윈 기반 정밀의료로 연구를 확장해 나갈 계획이다.