폴라리스QB, 양자 컴퓨팅으로 수년 걸리던 신약 설계 30분 만에 완성

통적인 신약 개발 방식이나 최근의 생성형 인공지능(AI) 기반 설계마저 뛰어넘는 양자 컴퓨팅 기반의 신약 후보 물질 발굴 기술이 공개됐다.

13일(현지시각) 양자 컴퓨팅 전문매체 퀀텀 자이트가이스트에 따르면 양자 생명공학 선도 기업 폴라리스 퀀텀 바이오테크(PolarisQB)는 자사의 양자 기반 소프트웨어 플랫폼 'QuADD'를 통해 신약 설계 기간을 수년에서 단 몇 시간으로 단축하는 성과를 거뒀다고 발표했다.

이 혁신의 중심에는 디웨이브 퀀텀(QUTS)의 5,000큐비트급 '애드밴티지(Advantage)' 시스템이 있다. QuADD는 양자 어닐링(Quantum Annealing) 기술을 활용해 약 10의 30승 개에 달하는 이론적 분자 조합을 탐색하며, 용해도와 독성 등 핵심 약물 특성을 동시에 최적화한다.


최근 폴라리스QB가 실시한 비교 연구에 따르면, QuADD는 기존 AI 기반 시스템인 BInD와 비교했을 때 압도적인 효율성을 보였다. 3,000개의 분자 후보를 생성하는 데 생성형 AI는 표준 GPU 설정으로 약 40시간이 소요된 반면, QuADD는 단 30분 만에 작업을 완료했다.
단순히 속도만 빠른 것이 아니다. QuADD가 생성한 분자들은 AI 생성 물질보다 결합 친화도(Binding Affinity)가 더 높고, 실제 실험실에서 제작이 용이한 합성 가능성(Synthesizability) 측면에서도 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 이는 많은 AI 기반 설계안들이 실제 합성 단계에서 실패하는 '실용성' 문제를 양자 컴퓨팅으로 해결했음을 의미한다.


QuADD 플랫폼은 QUBO(Quadratic Unconstrained Binary Optimization) 모델을 적용해 분자 구조를 최적화한다. 이를 통해 결합력, 약물 유사성, 합성 복잡도를 동시에 고려함으로써 후속 검증 단계에서의 시행착오를 획기적으로 줄여준다.

특히 상위 100개 후보 화합물 분석 결과, QuADD 생성 물질은 AI 대비 예측 결합 에너지가 최소 1 kcal/mol 이상 우수했다. 이는 실제 결합 강도 면에서 약 10배에 가까운 개선을 의미하며, 신약의 효능을 결정짓는 결정적인 차이다.


퀀텀 자이트가이스트에 따르면 폴라리스QB의 샤하르 케이난(Shahar Keinan) 최고경영자(CEO)는 "우리는 단순히 발견을 가속화하는 것이 아니라 속도의 장벽을 깨고 있다"며 "QuADD는 미래의 약속이 아니라 지금 당장 실제적인 결과(Ready-to-test)를 내놓는 생산적인 양자 컴퓨팅 기술"이라고 강조했다.
이번 성과는 완전한 오류 내성 양자 컴퓨터가 나오기 전이라도, '양자 어닐링'이라는 특화된 기술이 신약 개발과 같은 초고난도 최적화 문제에서 확실한 '양자 이점(Quantum Advantage)'을 제공할 수 있음을 입증한 것으로 평가받는다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com