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KIST, 값싼 고성능 슈퍼커패시터 개발…10만회 충·방전에도 "새 것처럼"

10만회 충방전에도 끄떡없는데다, 가격 경쟁력까지 갖춘 고성능 슈퍼커패시터가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 탄소융합소재연구센터 구본철, 김서균 박사 연구팀과 서울대학교 박원철 교수 연구팀이 기존 슈퍼커패시터의 한계를 극복한 혁신적인 에너지 저장 장치를 개발했다고 30일 밝혔다. 슈퍼커패시터는 일반 배터리에 비해 빠른 충전 속도와 높은 전력 밀도를 보이는 것이 특징이다. 수만 회의 충·방전 사이클에도 성능 저하가 적다. 그러나 상대적으로 에너지 밀도가 낮아 장시간 사용에는 제약이 있다. 이로인해 전기차나 드론 등 실제 사용에서 활용이 어렵다. 연구진은 이러한 문제 해결을 위해, 전도성이 뛰어난 단일벽 탄소나노튜브와 가공성이 좋고, 재료비가 저렴한 폴리아닐린을 나노 수준에서 균일하게 화학적으로 결합, 정교한 섬유 구조체를 제작하는데 성공했다. 고성능 슈퍼커패시터 개발 연구진. 왼쪽부터 KIST 구본철 책임, 김서균 선임, 김중환 박사후연구원, 박원철 서울대 교수, 이동주 KIST 박사후연구원. 탄소융합소재연구센터 구본철 책임연구원은 "이 구조체로 제작한 슈퍼커패시터는 10만 회 이상의 충·방전 테스트에서도 안정적인 성능을 유지했다"며 "전력이나 에너지 밀도도 기존 대비 10배 이상 우수하다"고 설명했다. 구 책임은 "기존 배터리 시스템을 대체하거나 보완하는 형태로 활용될 수 있다"며 "전기차에 적용할 경우, 급속 충전과 더불어 효율적인 전력 공급이 가능해져 주행 거리와 성능 모두를 향상시킬 수 있다. 드론이나 로봇 등의 분야에서도 운용 시간 증가 및 안정성 강화 등 다양한 효과가 기대된다"고 부연 설명했다. 연구진은 이번에 개발한 복합 섬유(CNT-PANI)는 기계적 유연성이 뛰어나 휘거나 접을 수 있어 웨어러블 기기 등 차세대 전자 소자에도 적용 가능할 것으로 내다봤다. 구 책임은 "저가 재료인 고분자 폴리아닐린을 사용, 생산비 절감 및 대량 생산 가능성도 확보했다"며 "향후 탄소나노튜브 기반 초고성능 탄소섬유 개발 및 산업화에 매진할 계획”라고 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부(KIST 기관고유사업, 지역혁신선도기술개발사업, 학연플랫폼구축시범사업)와 산업통상자원부(소재부품기술개발사업) 지원을 받았다. 연구성과는 국제 학술(Composites Part B: Engineering) 최신호에 게재됐다.

2025.04.30 12:00박희범

JP모건체이스·HSBC·큐센트로이드 등 글로벌 금융·양자 전문가 "한자리에"

양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)는 오는 29일 서울 강남구 '보코 서울 강남'에서 '금융산업에서의 양자컴퓨팅 활용 포럼'을 개최한다. SDT가 주최하고 미래양자융합포럼, 한국과학기술연구원(KIST), 한국정보통신기술협회(TTA)가 공동 주관하는 이번 행사는 금융산업의 양자컴퓨팅 활용 사례를 통해 양자기술이 미칠 영향을 진단하고 양자금융 생태계 확산에 대한 공감대를 형성하기 위해 마련했다. 이번 포럼에서는 국내외 금융 산업 전문가들과 양자컴퓨팅 분야 선도 기업 및 연구기관 관계자들이 대거 참석한다. JP모건체이스, HSBC, 딜로이트, 큐센트로이드, 오페텍, 한국전자통신연구원(ETRI), 연세대학교 등 국내외 금융기관 및 양자컴퓨팅 기술분야 전문가들이 연사로 참여해 양자금융의 현재와 미래를 조망한다. 이번 포럼에서는 '금융 산업에서의 양자 기술 잠재력 탐구', '이온트랩 양자 프로세서를 이용한 난수형성', '금융 분야의 퀀텀 점프: 혁신과 성공적인 융합을 통한 금융 서비스와 초기 기회 발견', '금융과 양자의 연결: 협력 기회 모색' 등 금융 분야에서의 양자컴퓨팅 기술 적용 사례 등의 주제발표가 진행된다. 또, 양자컴퓨팅 기술의 실질적 활용을 위한 '양자 및 양자 기반 기술을 통한 실질적 가치 창출', '양자근사 최적화 알고리즘(QAOA): 금융 분야에서의 복잡한 문제 해결' 등의 세션을 통해 실용적 양자기술 적용 방안도 모색한다. SDT는 이번 포럼을 통해 국내 금융권에도 양자 기술 도입을 촉진하는 계기가 될 것으로 기대했다. 윤지원 SDT 대표는 " 이번 포럼은 단순한 기술 소개를 넘어 글로벌 금융 시장에서 이미 활용되고 있는 양자컴퓨팅의 실질적 사례와 국내 적용 방안을 모색하는 자리가 될 것"이라고 말했다.

2025.04.28 17:25박희범

볏짚서 전기로 뽑아낸 항공유...항공업계 '입맛다실' 전력효율 확보

지속 가능한 친환경 항공연료(SAF)는 탄소 중립 이슈로 항공 산업의 대안으로 꼽힌다. 그러나 이를 생산하기 위해서는 고온· 고압 열화학 공정이 필요하다. 공정도 복잡할 뿐만 아니라 생산 단가도 높다. 한국과학기술연구원(KIST)청정에너지연구센터 이웅희 박사 연구팀이 이 문제를 풀었다. 자연에서 얻은 오일(리그닌)을 SAF 원료로 전환했다. 관건인 효율을 전기화학 방식으로 기존대비 6배 이상 달성했다. 특히, 고온고압이 아닌 상온·상압 조건에서 복잡한 구조의 리그닌 오일을 뽑아냈다. 연구팀은 "리그닌 오일의 성질을 정밀하게 조절하는 방법으로 전기화학 반응 효율을 기존 대비 6배 이상 끌어올렸다"며 "오일 전환율은 98%에 달한다"고 설명했다. 연구팀은 SAF 생산과정에서 전기를 사용하는 만큼 태양광이나 풍력 같은 재생에너지와의 결합도 가능하다고 부연 설명했다. 이웅희 박사는 "SAF 생산 공정의 에너지 소비와 비용을 줄이고, 항공업계가 SAF 도입을 꺼리는 주요 원인을 해소할 기술적 대안을 제시한 것"이라고 말했다. 이 박사는 “ 폐자원을 SAF로 전환할 수 있는 새로운 기술적 가능성을 열었다”며, “전기화학 기반 SAF 생산의 나침반이 될 것”이라고 강조했다. 연구는 과기정통부 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 국제학술지 '저널오브아메리칸 케미컬 소사이어티'에 게재됐다.

2025.04.24 12:28박희범

물속에서도, 인체 내에서도...배터리 무선 충전 "걱정없어요"

국내 연구진이 생체 친화적인 초음파 수신기를 개발했다. 물속이나 인체 내에서도 완벽에 가까운 배터리 충전이 가능하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 전자융합소재연구센터 허성훈 박사 연구팀과 고려대학교 송현철 교수 연구팀이 구부러져도 성능이 유지되는 생체 친화적 초음파 수신기를 개발했다고 20일 밝혔다. 이 수신기는 기존 무선 전력 전송 방식이 가진 한계를 극복했다. 또 생체 적합성을 높여, 차세대 웨어러블 및 이식형 전자기기에 적용할 수 있다. KIST 측은 "초음파를 수신해 배터리 무선 충전을 실증함으로써 기술의 실용화를 위한 중요한 발판을 마련했다"고 평가했다. 연구진은 고효율 압전 소재와 독자적인 구조 설계를 통해 기존 초음파 수신기 대비 전력 변환 효율을 기존 대비 2배 이상 향상시켰다. 신축성과 생체 적합성을 갖춘 초음파 수신기로 설계해 인체 곡면에 밀착하면서도 안정적인 전력 변환이 가능하다. 시험결과 수중 3cm 거리에서 20mW의 전력을, 피부로부터 3cm 깊이에서는 7mW 수준의 전력을 전송했다. 허성훈 박사는 "저전력 웨어러블 기기나 이식형 의료기기의 지속적인 구동에 충분한 전력량으로 평가된다"며 "초음파 기반 무선 충전 기술이 수중 전자기기 및 이식형 의료 전자기기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것"으로 기대했다. 허 박사는 또 "이식형 심박 조율기, 신경 자극기, 웨어러블 센서와 같은 저전력 의료기기에 안전하고 지속적인 전력을 공급할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 것"이라며 "향후 소형화 및 상용화를 위한 추가 연구를 진행할 계획"이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 기관고유사업 및 한국연구재단 나노·소재기술개발사업으로 수행됐다. 연구 성과는 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스트 머터리얼즈' 최신호에 표지논문으로 게재됐다.

2025.04.20 12:00박희범

리튬이온배터리 수명 늘리려면..."완전방전 꼭 피해야"

리튬이온배터리는 쓰다보면 수명이 급격히 줄어들 때가 있다. 주 원인은 두 가지다. 과충전과 과방전이다. 국내 연구진이 특히, 완전방전이 배터리 수명을 극도로 저하시킨다는 사실을 과학적으로 규명했다. POSTECH (포항공과대학교)은 친환경소재대학원 배터리공학과 홍지현 교수 연구팀이 성균관대 김종순 교수 연구팀과 리튬이온배터리의 사용 과정에서 발생하는 새로운 열화 메커니즘을 발견했다고 31일 밝혔다. 이 연구는 에너지 소재 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'의 표지 논문으로 선정됐다. 연구에는 논문 제1저자로 이름을 올린 POSTECH 임국현 박사와 KIST 전승윤 연구생(박사과정)이 참여했다. 전기자동차 등에 쓰이는 리튬이온배터리는 니켈, 망간, 코발트로 이루어진 삼원계 양극재를 주로 사용한다. 최근 경제성을 높이기 위해 비싼 코발트 대신 니켈 함량을 높이는 추세지만, 니켈 함량이 높아질수록 배터리 수명이 빨리 줄어든다. 그동안 배터리 성능 저하는 주로 과충전 과정에서 발생한다고 알려져 왔다. 하지만 안정적인 전압에서도 배터리 성능이 저하되는 현상은 설명하지 못했다. 연구팀은 이 수수께끼를 풀기 위해 배터리 방전(사용) 과정에 주목했다. 연구팀은 배터리를 재충전하지 않고 오래 사용하는 경우 양극재 표면의 산소가 빠져나가는 '준-전환 반응(quasi-conversion reaction)'이 발생한다는 것을 발견했다. 임국현 박사는 "이 반응이 배터리 방전과정 중 3V 근처에서 일어난다"며 "표면의 산소 일부가 리튬과 결합해 리튬산화물을 형성하고, 이렇게 만들어진 리튬산화물은 배터리 내부 전해질과 반응해 가스를 발생시키고 배터리 성능을 떨어뜨린다"고 말했다. 연구팀은 니켈 함량이 높을수록 이 현상이 더욱 심하게 나타나며, 배터리 대부분의 용량을 소진할 정도로 오래 사용하는 경우에도 배터리가 부풀어 오르는 등 성능 저하가 가속화된다는 것을 확인했다. 니켈 함량이 90% 이상인 고니켈 배터리로 실험한 결과, 준-전환 반응이 발생할 때까지 사용한 배터리는 250회 사용 후 남은 용량이 3.8%에 불과했지만, 사용 정도를 조절한 배터리의 경우 300회 사용 후에도 73.4%의 용량을 유지했다. 완전방전만 시키지 않아도 배터리 성능을 어느 정도 유지 가능하다는 얘기다. 임 박사는 "이 문제를 해결하는 방법이 생각보다 간단하다"며 "배터리 사용률을 최적화하는 것만으로도 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있다. 업계가 제품 설계단계에서 검토하면 될 것"이라고 덧붙였다. 연구를 이끈 홍지현 교수는 "실제 배터리 사용 과정인 방전이 미치는 영향은 그간 간과됐다"라며, "이번 연구는 더 오래 쓸 수 있는 배터리를 만들기 위한 중요한 개발 방향을 제시했다"라고 전했다. 한편, 이 연구는 산업통상자원부 한국산업기술진흥원 산업혁신인재성장지원사업 (R&D, 배터리특성화대학원지원사업), 한국산업기술평가관리원 이차전지첨단전략 산업, 글로벌협력지원사업 및 수요기업 맞춤형 고출력축전지(슈퍼커패시터) 성능 고도화기술개발사업의 지원을 받았다.

2025.03.31 12:59박희범

"KIST, 10월께 협력기업 대상 독일 엑셀러레이션 추진"

한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)이 오는 10월 독일 현지 엑셀러레이션을 추진한다. KIST는 27일 서울 성북구 본원에서 협력기업 100여 곳을 대상으로 'KIST 협력기업 글로벌 진출 지원 설명회'를 개최했다. 설명회에는 KIST 패밀리 기업과 (사)케이클럽, 창업기업, 기술이전기업, 한국기술벤처재단, 홍릉강소특구, 사울바이오허브 입주기업 등이 참석했다. KIST는 이날 4곳의 해외거점별 특화된 공동 R&D 기반 지원 프로그램을 소개했다. 해외거점은 ▲베트남에 위치한 한-베 과학기술연구원(VKIST) ▲독일 KIST 유럽연구소 ▲한·인도협력센터 ▲미국 보스턴바이오혁신센터(K-BB) 등 4곳이다. 베트남과 미국은 공동 R&D, 인도는 기술현지화를 위한 전문기관 협의체를 연계시킬 방침이다. 특히, KIST는 오는 10월께 독일에서 엑셀러레이션을 추진한다. 대상 기업은 오는 4월 수요조사를 거쳐, 5월까지 최종 대상을 선정할 계획이다. 오상록 KIST 원장은 “딥테크 기업이 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖추기 위해서 단순 일회성 기술이전을 지양하고, 지속적인 기술개발 지원에 나설 예정"이라고 말했다.

2025.03.27 14:53박희범

KIST·삼성E&A, 수소생산 위한 고온 수전해 설비 실증나서

한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 삼성 E&A(사장 남궁 홍)과 '160㎾ 소형 고온 수전해(SOEC) 핫박스(Hot Box) 실증 착수식'을 진행했다고 25일 밝혔다. 이 행사에는 오상록 KIST 원장과 남궁 홍 삼성E&A 사장 등이 참석했다. 160㎾ 규모의 실증사업 착수는 수소 법 제정 이후 국내에서 처음 진행되는 고온 수전해 실증 사업이다. KIST와 삼성E&A는 지난해 2월 공동협력 업무협약(MOU)을 체결했다. 같은 해 7월에는 기술개발을 위한 수전해공동연구소를 출범했다. 이어 대규모 고온 수전해(SOEC) 스택(Stack) 평가 및 실증 설비를 구축하며 협력해왔다. 오상록 원장은 "지난해 12월 규제 샌드박스 최종 승인을 획득하면서 기술 검증에 나섰다"며 "이번 실증 착수에까지 이어지게 됐다"고 설명했다. 이번 실증 설비는 산업 규모 수전해 시설 구축을 위한 사전 평가가 목적이다. 고온에서 작동되는 SOEC 기술의 특징을 고려해 시스템의 안전성과 효율성을 검증하게 된다. 오상록 원장은 “고온 수전해 분야 연구 역량을 바탕으로, 삼성E&A와 이 실증 사업을 성공적으로 수행할 계획"이라며 "지속가능한 에너지 패러다임 전환을 함께 이끌어 나갈 것"이라고 밝혔다.

2025.03.25 08:54박희범

류광준 과기혁신본부장, KIST-큐어버스-경희대-엔도로보틱스 등과 현안논의

과학기술정보통신부 류광준 과학기술혁신본부장은 4일 서울 홍릉 강소특구 내 한국과학기술연구원(KIST)서 기관, 입주기업, 투자사들과 함께 간담회를 갖고, 내년 R&D 방향 및 기술사업화 관련 현안을 논의했다. 이번 간담회는 제31차 R&D 미소공감 이벤트 일환으로 진행됐다. 'R&D 미소공감'은 R&D 현장과 미래 소통로로, 이에 공감할 정책을 만들어 가겠다는 과학기술혁신본부의 현장 방문 브랜드다. 이번 간담회에는 오상록 KIST 원장, 지은림 경희대 부총장, 김태근 고려대 단장을 비롯한 연구개발특구진흥재단 이강준 본부장과 업계에서 고성규 ㈜재인알앤피 대표, 김병관 ㈜엔도로보틱스 대표, 조성진 ㈜큐어버스 대표가 참여했다. 또 투자사로는 문병석 콜마홀딩스(주) 사장, 홍종철 인포뱅크 아이엑셀(iAccel) 대표 등이 자리했다. 이번 간담회에서 임환 홍릉 강소특구 단장은 전주기 기술사업화 추진현황과 향후 계획을 소개했다. KIST 출자 창업기업인 ㈜큐어버스 조성진 대표는 지난해 달성한 5천37억 원의 해외기술 수출 계약 체결 등 주요 성과 사례를 공유했다. 과기정통부는 현재 수립 중인 내년도 국가연구개발 투자방향(안)의 주요 내용을 공유했다. 류광준 본부장은 난치성 뇌질환 치료제 기술의 후속 사업화를 위한 공동연구 현장을 둘러본뒤 "정부와 기업, 연구기관이 더욱 긴밀하게 협력해 혁신적인 기술사업화 모델을 만들어 나가야 할 것"이라고 강조했다.

2025.03.04 15:22박희범

'퀀텀코리아' 오는 6월 24~26일 열려…"글로벌 산업·연구 축제"

과학기술정보통신부가 18일 부산항국제전시컨벤션센터에서 '퀀텀 코리아 2025' 조직위원회 출범식을 개최했다. 올해 열릴 '퀀텀코리아 2025'는 오는 6월 24일부터 26일까지 사흘간 양재 aT센터 제2전시장에서 개최된다. 퀀텀코리아(Quantum Korea)는 수년간 연구자 교류 및 학술 성과 중심으로 개최해오던 '양자정보주간(Quantum Week)' 행사를 2023년부터 해외 석학, 국내외 각계 대표, 유수 기업들이 참여해 양자생태계 전반을 조망하는 국제 행사로 확대 개편했다. 올해는 유엔이 지정한 세계 양자과학 및 기술의 해를 맞아 경제협력개발기구(OECD)와 공동으로 개최하는 기념 워크숍 등 다채로운 국제 행사를 마련한다. '대한민국 양자 산업화'를 주제로 학술 컨퍼런스, 연구-산업 전시, 대중 강연을 비롯한 다양한 행사를 준비했다. 지난 해 이 행사 조직위원회 위원이자 서울대 양자연구단 단장을 맡고 있는 김태현 서울대 교수가 조직 위원장을 맡았다. 학계에서는 한상욱 양자정보학회장, 김은성 KAIST 양자대학원장, 정연욱 성균관대 교수 등이, 연구계에서는 김용수 KIST 양자기술단장, 최재혁 KRISS 양자기술연구소장, 윤천주 ETRI 양자기술연구본부장 등이 참여했다. 또 기업에서는 이준구 큐노바 대표와 이주완 메가존 클라우드 대표, 양승현 SKT CTO 등이 준비위원을 맡았다. 권현준 과기정통부 기초원천연구정책관은 “2025년 세계 양자과학기술의 해를 맞아 전 세계적으로 어느 때보다 양자에 대한 관심이 뜨겁다”면서 “퀀텀코리아가 명실상부한 글로벌 양자과학기술 연구·산업 축제로 자리매김할 수 있도록 할 것"이라고 말했다.

2025.02.18 10:22박희범

[인사]한국과학기술연구원(KIST)

◇승진 ▲도핑콘트롤센터장 최만호

2025.02.17 15:47박희범

KAIST, 수소생산용 백금촉매 비용 10분의 1로 줄일 방법 찾았다

국내 연구진이 수소 생산에 드는 비용을 획기적으로 개선 가능한 촉매기술을 개발했다. KAIST는 생명화학공학과 이진우 교수 연구팀이 화학과 김형준 교수 연구팀과 공동연구를 통해 고성능 고안정성 귀금속 단일 원자 촉매를 개발했다고 31일 밝혔다. 수전해 셀은 물을 전기화학적으로 분해해 수소를 생산하는 기술이지만, 촉매로 고가의 백금을 사용한다. 제1저자인 김성빈 연구교수는 "백금 사용량을 10분의1로 줄여 수전해 셀의 경제성을 높이는데 성공했다"며 "미국 에너지부(DOE)가 2026년 목표치로 제시한 수전해 셀 성능(3.0/㎠) 및 귀금속 사용량(0.125mg/㎠)을 유일하게 충족시켰다"고 말했다. 연구팀은 귀금속 촉매의 열화 메커니즘을 역이용(자가조립원조 귀금속 동적배치)했다. 이 방법은 1천℃ 이상의 고온에서 귀금속이 자발적이고 선택적으로 탄화물 지지체에 단일원자로 분해돼 안정적으로 담지되는 합성 기술이다. 이 방법으로 개발한 백금 단일 원자 촉매는 기존대비 10분의 1 정도의 백금촉매를 쓰면서도 3.38A/㎠(1.8V)의 성능을 기록했다., 1A/㎠의 산업용 전류밀도에서도 우수한 안정성을 나타냈다. 기존 수전해셀은 통상 ㎠당 2.9A의 성능을 나타낸다. 김성빈 연구교수는 "기존 수전해셀은 통상 ㎠당 2.9A의 성능을 나타낸다"며 "수전해 셀뿐만 아니라 다양한 귀금속 기반 촉매 공정에도 응용할 수 있어 산업적 파급력이 클 것"으로 예상했다. 김 교수는 "수전해 셀 생산 비용 가운데 촉매 비중이 가장 크다"며 "그동안 촉매가 비싸 상용화가 어려웠다"고 설명했다. 김 교수는 현재 한국 및 미국 특허를 출원했다. 이 연구에는 KAIST 생명화학공학과 김성빈 연구교수가 주도하고, UNIST 에너지화학공학과 신승재 교수, KIST 수소연료전지센터 김호영 박사가 공동 제1 저자로 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 `에너지 인바이론멘탈 사이언스' 후면 표지논문(1월 18권)으로 선정됐다.

2025.01.31 17:04박희범

KIST-신신제약, '당뇨발' 새 치료법 개발나서

한국과학기술연구원(KIST)은 24일 서울 본원에서 신신제약(사장 이병기)과 염증성 질환 치료를 위한 엑소좀-하이드로겔 플랫폼 기술이전 협약식을 개최 했다. 양 기관은 염증성 질환 중에서도 당뇨족부궤양, 건선 등에 특화된 치료법 개발에 힘을 합칠 계획이다. 당뇨환자 중 15~25%는 당뇨족부궤양(Diabetic Foot Ulcers, DFU)을 앓게 된다. 심한 경우 하지 절단이 불가피하다. 현재 치료법으로는 재발률이 높다. 연구진은 당뇨족부궤양, 건선 등 염증성 질환의 편리한 치료를 위해 스프레이 하이드로겔과 밀크엑소좀을 활용한 치료제 개발을 신신제약에 제안했다. 밀크엑소좀은 우유에서 유래한 안정성이 높은 엑소좀으로 생체적합성이 우수하고 경제적이어서 대량생산이 가능하다. 연구진은 이같은 엑소좀을 다양한 제형의 기능성 하이드로겔 기술에 접목시켜 상처부위에 분사 가능한 스프레이형 하이드로겔 기술로 염증질환 치료의 패러다임을 변화할 수 있는 제품을 개발한다는 복안이다. 신신제약과 KIST는 향후 공동실험실을 운영하며 기술성숙도를 상향하고 사업화 준비를 수행할 계획이다. 연구책임자인 정영미 KIST 생체재료연구센터 책임연구원은 “신개념 염증질환 치료제 개발로 기존 치료법의 한계를 극복할 수 있을 것"으로 기대했다.

2025.01.24 16:51박희범

KIST, 신약 발굴 AI 기술로 세계 최상위 팀에 뽑여

한국과학기술연구원(KIST)은 천연물시스템생물연구센터 박근완 박사팀이 제3회 '캐쉬'(CACHE) 챌린지의 코로나19 바이러스 표적 신약 후보 발굴 부문에서 세계 최상위 4개 팀에 선정됐다고 16일 밝혔다. 신약 후보 예측 대회인 '캐쉬'(CACHE) 챌린지에서는 가장 성능이 좋은 AI 기술을 발표한다. 대회에서 얻어지는 모든 데이터는 일반에 공개한다. '캐쉬'는 신약 후보 물질을 발굴하는데 있어 AI 방법론의 예측 성능을 공정하게 평가하기 위해 2021년 조직된 국제적인 컨소시엄이다. 아스트라제네카, 바이엘, 베링거인겔하임 등 글로벌 제약사들과 협력 중이다. 캐나다 정부와 미국 국립보건원(NIH)은 후원한다. 이번 '캐쉬' 챌린지에서는 코로나19 바이러스와 같은 치명적인 감염병 억제 약물 개발을 목표로 11개국 23개 본선 진출 팀이 약 2년간 경쟁하며 진행됐다. 참가팀들은 컴퓨터 기반 AI 예측 기술을 활용해 총 1천739개의 신약후보물질을 제안했다. 본선 참가팀은 2023년 1월 선정됐다. 최상위 4개 팀은 KIST외에 오타와대학교(캐나다), 브리티시 컬럼비아 대학교(캐나다), 베를린자유대학교(독일) 연구팀으로 선정됐다. KIST 연구팀은 이번 대회에서 코로나19 바이러스에 대응하는 혁신적인 저분자 화합물을 제시했다. KIST 연구팀은 이 화합물 제조에 천연물 신약 개발을 위해 자체 개발한 '진화적 화합물 결합 유사성'(ECBS)이라는 AI 모델을 활용했다. 'ECBS'는 질병 표적 단백질의 진화 정보를 활용해 화합물 예측 정확도를 높인 새로운 AI 모델이다. 천연물시스템생물연구센터 박근완 책임연구원은 “AI가 코로나바이러스와 같은 치명적인 감염병 해결에 기여할 수 있다는 가능성을 보여줬다"며 "향후 글로벌 경쟁력을 갖춘 신약 개발 연구를 수행할 계획"이라고 밝혔다.

2025.01.16 12:00박희범

[인사]한국과학기술연구원(KIST)

◇승진 ▲뇌과학연구소장 박기덕 ▲연구융합지원본부장 김낙균 ▲기술사업전략본부장 김병국 ▲뇌질환연구단장 임상민 ▲반도체기술연구단장 이현정 ▲양자기술연구단장 김용수 ▲기술융합지원센터장 김유찬 ▲강릉분원 연구지원부장 황성준 ▲전북분원 기능성복합소재연구센터장 안석훈 ▲정책기획팀장 이정우 ▲경영지원본부장실(팀장급) 윤국원 ▲융합정책팀장 공성형 ▲강릉분원 행정팀장 신채호 ◇전보 ▲홍릉강소특구사업단장 임환 ▲뇌융합연구단장 이수현 ▲뇌과학연구소 연구지원실장 최연호 ▲극한물성소재연구센터장 장호성 ▲전자융합소재연구센터장 손정곤 ▲가치혁신팀장 한귀향 ▲학연운영팀장 원길연 ▲총무복지팀장 김성현 ▲인사경영팀장 서보라 ▲서울바이오허브사업단 성장지원팀장 김지승

2025.01.02 15:46박희범

NIA·IITP, 산·학·연 모아 양자정보 생태계 활성화 모색

"자기장 기반 양자스핀 제어를 활용한 고민감도 POCT(신속현장진단) 기술은 빠른 상용화가 가능한 것이 특징이다. 제작이 심플하고, 저렴하다", "양자 통신에서는 거리 제한을 뛰어 넘어야 한다. 이를 위한 광대역 광변조기를 개발 중이다." 한국표준과학연구원 이미나 책임연구원과 한국전자통신연구원 주정진 책임연구원이 각각 발표한 연구과제 내용이다. 양자정보 기술 분야 전문가 100여 명이 모여, 각각의 기술 및 생태계 활성화를 모색하는 자리가 마련됐다. 한국지능정보사회진흥원(NIA)과 정보통신기획평가원(IITP)은 미래양자융합포럼과 공동으로 산·학·연 양자정보기술 교류회를 지난 주 서울 로얄호텔에서 개최했다. 양자분야에서 이 같은 자리는 처음이다. 이날 개회사 및 축사는 정보통신기획평가원 김근대 디지털인프라단장과 과기정통부 양자과학기술산업과 이정기 서기관이 맡았다. NIA 김영희 AI·양자기술활용팀장은 사업 설명에서 "지식 생태계와 산업 생태계 간의 활발한 교류를 촉진하여 연구 성과를 기술 사업화로 연결하는 프로세스를 정립하는 것이 주요 목표"라고 밝혔다. NIA는 양자기술 상용화 기반 조성을 위해 ▲양자 핵심기술 사업화 모델 발굴 ▲양자 지원기술 기업 육성 ▲양자 인력 양성 및 저변 확대를 추진하고 있다. 또한, 서울-판교-대전을 잇는 250km 구간의 양자 테스트베드 구축 사업을 진행 중이다. 2025년 신규 사업으로는 ▲첨단산업 및 국방 분야에서 양자기술 적용·실증 ▲기업의 양자 기술 전환을 위한 컨설팅 ▲양자 소재·부품·장비(소부장) 보급 및 기술 검증 등을 포함한 양자산업 수요연계형 실증 사업을 2029년까지 5년간 추진할 계획이다. 이날 기술교류회에서는 상용화 아이템 발굴을 위한 연구 과제 4건이 발표됐다. 첫 번째 발표자로 나선 ETRI 주정진 책임연구원은 '단일광자 파장 변환용 PPLN(주기 분극형 비선형 결정) 광도파로 소자 개발'을 주제로 R&D 진행 내용을 소개했다. 이어 우리로 김정현 실장은 '화합물 반도체 기반 GHz 동작 속도의 고효율 단일광자 검출기 개발'을, 한국표준과학연구원 이미나 책임연구원은 '양자스핀제어 기반 신속현장진단 기술 개발'을 소개했다. 한국표준과학연구원 심정현 양자자기센싱그룹장은 '양자자기장센서를 이용한 미세불량 검출 장치'의 R&D 성과를 발표해 주목을 받았다. IITP의 이민경 양자기술·산업팀장은 "이번 교류회는 연구자 간의 기술 공유와 축적, 전문가 및 수요자와의 소통을 통해 연구 방향을 개선하고 시장 파트너십 기회를 창출하는 것을 목표로 한다"고 설명했다. 양자기술 ICT R&D 기술성과교류회에서는 추가로 3건의 과제가 논의 됐다. ETRI 윤천주 책임연구원은 'QKD(양자키분배) 프로토콜 간 상호 운용성 확보를 위한 신뢰노드 코어 및 인터페이스 개발'을 발표했다. 두 번째 주자로, 포스텍(POSTECH) 신희득 교수가 '얽힘 광자쌍 기반 양자 통신용 광집적회로 개발'을 설명했다. 마지막으로 ETRI 신동호 책임연구원은 '중적외선 기반 원거리 양자 광 가스센서 시스템 개발'에 대해 발표해 참석자들의 관심을 끌었다. 김근대 디지털인프라단장은 "연구자와 기업, 투자자 등 다양한 분야의 참여자들이 한자리에 모여 함께 토론하고 아이디어를 발굴하는 자리"라며 "피드백 체계를 마련, R&D 과제의 질적 향상을 도모하는 계기를 지속 만들어 갈 것"이라고 말했다.

2024.12.17 10:42박희범

KIST, 양자분야 초격차 스타트업 5개 키운다

국내 양자분야 초격차 스타트업 5개가 손을 잡았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 10일 엘타워에서 '2024년 초격차 스타트업 1000+ 프로젝트(양자분야) 글로벌 브릿지 프로그램 & KIST-참여기업 상생 MOU'를 교환했다. 참여 기업은 ▲SDT(DX, 양자컴, 양자센싱, 양자통신) ▲퀀텀인텔리전스(양자컴, AI, 신약개발, 슈퍼컴퓨팅) ▲큐노바(양자SW알고리즘 플랫폼) ▲큐심플러스(양자통신SW) ▲트루픽셀(단일광자 검출소자) 등이다. 이날 행사는 중소벤처기업부와 창업진흥원이 지원했다. 이 행사를 주관한 KIST 강선준 기술사업화실장은 "이들 5개 기업을 초격차 스타트업으로 육성, 지원하기 위해 유럽 기술 협력 파트너 발굴과 유럽 진츨 기반을 마련해 나갈 것"이라며 "국내외 사업화 지원을 강화해 나갈 계획"이라고 말했다 이들 협력 기업은 이날 자율 네트워킹을 비롯한 글로벌 브릿지 프로그램의 추진 현황과 성과를 공유했다. 또 글로벌 양자분야 최신 동향에 관한 기술 및 산업 동향을 공유하기 위한 전문가 초청 강연을 진행했다. 첫 강연자로 나선 IBM 김민성 상무는 '글로벌 양자 로드맵' 발제에서 "올해 세계에서 다섯 번째로 송도 연세대에 127큐비트 양자컴퓨터를 설치하고, 내년 초 공식 오픈할 예정"이라며 "내년에는 스페인에도 IBM 양자컴이 설치될 것"이라고 말했다. 김 상무는 "IBM은 현재 큐비트 숫자를 늘려가는 것이 산업 현장 등에서 의미가 없다는 판단을 했다"며 "올해부터 보급중인 133큐비트의 헤론을 모듈화해서 최대 5천 게이트까지 늘리는 쪽으로 사업 방향을 전환했다"고 설명했다. 김 상무는 또 "이런 식으로 하면 2029년 오차 정정 면에서 퀀텀 어드밴티지를 달성할 것으로 내다보고 있다. 상황에 따라 더 당겨질 수도 있다"며 "그렇다고 IBM이 큐비트 확대를 포기한 것은 아니다. 이노베이션 로드맵이 따로 있어, 큐비트 기술 개발도 지속 추진 중"이라고 부연 설명했다. 이와 함께 김 상무는 IBM이 인력양성에도 적극 나서고 있다고 강조했다. IBM은 현재 △양자분야 4만 인력 양성을 위한 한-미-일 5개 대학 협력 △ 과기술정보통신부 양자 리더십 프로그램 △중기부 양자컴퓨팅 창업 생태계 구축 등에 기여 중이다. 이어 IDQ 엄상윤 대표는 '글로벌 양자 통신 비즈니스 업데이트'를 주제로한 발제에서 "기존 산업과 양자 간 경계가 많이 무뎌졌다"며 "IDQ는 삼성 갤럭시 퀀텀5의 SKT 전자지갑 등 인증에서 양자암호를 활용 중이다. 내년에도 이사업을 이어간다"고 말했다. 엄 대표는 "QKD(양자키암호)를 처음 만들진 않았지만, 상용화는 지난 2007년 우리가 처음 했다"며 "매달 선거를 치르는 스위스의 결과 집계를 위해 제네바에서 선거 네트워크 암호화 작업을 했다"고 덧붙였다. 엄 대표는 또 "'이글-1' 프로젝트를 통해 오는 2026년 위성에 IDQ가 개발한 QRNG(양자난수생성기)를 처음 탑재할 계획"이라고 부연 설명했다. 엄 대표는 최근 뉴욕 증권거래소에서 아이온큐-JP모건 등과 함께 개최한 워크숍 내용을 공개하며 "금융 분야로 양자가 이동하려면 대략 10년 정도 걸릴 것이라는 예측이 나왔다"고 덧붙였다. 최근 싱가포르가 국가 백본망을 양자암호키 기반으로 구축 중인 것과 관련 엄 대표는 "싱가포르 국가 융합망 48개 800㎞를 양자암호통신 기반으로 IDQ가 구축했다"고 말했다. 이외에도 엄 대표는 "헝가리 슈퍼컴퓨터 센터의 광 네트워크 2000㎞ 가운데 1700㎞에 IDQ 양자암호기술이 들어가 있다"며 "지금은 슈퍼컴퓨터 센터에 양자를 도입하는 초기 단계지만, 사업이 계속 진행 중"이라고 부연 설명했다. 엄 대표는 또 양자인터넷은 백본부터 단말까지 양자가 두루 활용되는 시대가 10년 내 올 것으로 예측했다. 이에 앞서 진행된 환영사에서 KIST 김형준 차세대반도체연구소장은 "이번 협력 업체 5곳과 글로벌 협력의 새로운 장을 열 것"이라며 "양자의 미래를 함께 고민하고, 협력의 기반을 마련하는 의미 있는 자리"라고 말했다. 오상록 원장은 "올해 7월 양자컴퓨터 실현을 목표로 차세대반도체연구소를 출범시켰다"며 " 양자 기술에 연구 역량을 집중, 미래 기술을 선도하고 국민과 함께하는 세계 일류 연구기관으로 거듭날 것"이라고 밝혔다. 한편 KIST는 최근 양자 스타트업의 유럽 진출 지원을 위해 유럽 현지에서 ▲한-유럽 양자과학기술협력센터에서 KIST-KE-QSTCC 간 협력 아젠다 도출 ▲포르투칼 PQI 간 협력 방안 모색 ▲KIST-울름대학교/IQST 간 다자간 협력 방안을 논의했다.

2024.12.10 14:54박희범

KIST, '건성 황반변성' 점안 치료제 개발…"사업화 추진"

국내 연구진이 실명 원인인 황반변성 점안 건성용 치료제를 개발했다. 국제 임상이 마무리되는대로 사업화에 나설 계획이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 천연물신약사업단 서문형 박사팀이 점안 투여가 가능한 새로운 건성 황반변성 치료 물질을 개발했다고 27일 밝혔다. 황반변성은 65세 이상 노인에게 주로 나타난다. 환자의 90%는 건성으로 시력 손상이 경미하다. 그러나 이 가운데 30%는 심각한 시력 손상을 초래한다. 현재 안구에 직접 주사하는 건성 황반변성 치료제는 2종이 나와 있다. 그러나 이 주사제는 합병증 우려도 있고, 시력 회복에 대한 효과도 기대만큼 크지 않다는 것이 전문가 분석이다. 연구팀은 기존 주사제를 대체하기 위해 황반변성 주요 발병 원인으로 알려진 톨유사수용체(Toll-like receptor, TLR)의 염증 신호에 주목했다. TLR 도메인 서열을 짧게 자른 펩타이드로 류마티스관절염, 루푸스, 패혈증 등 중증 염증질환 모델에서, 염증신호 억제 효과를 확인한 미국 연구자 보고서 등을 참고했다. 연구팀은 먼저 자연계에 존재하는 톨유사수용체 신호전달 단백질과 구조가 유사한 수만 개의 단백질로부터 펩타이드 서열을 추출해 19만 개 이상의 방대한 펩타이드 약물 라이브러리를 구축했다. 이후 신호전달 단백질에만 특이적으로 결합할 수 있는 펩타이드 탐색 기술을 활용, 톨유사수용체의 신호전달 단백질 간의 상호작용을 억제하는 후보 펩타이드를 발굴했다. 연구진은 펩타이드를 건성 황반변성이 유도된 실험 쥐 눈에 점안 투여한 결과 펩타이드가 처리된 그룹은 정상 쥐와 유사한 수준으로 망막 세포를 보호할 뿐만 아니라 망막 변형이 현저히 감소했다. 제1저자인 KIST 임윤 박사후연구원은 “펩타이드 기반 새로운 점안제가 건성 황반변성 치료에서 기존 주사제를 대체할 수 있음을 확인했다”고 말했다. KIST 서문형 박사는 "현재 국내외 제약회사와 기술사업화 및 글로벌 임상시험을 추진 중“이라며 ”글로벌 황반변성 시장은 2027년 60억 달러로 예상된다“고 덧붙였다. KIST 천연물신약사업단은 노인성 질환, 특히 암과 안과 질환 치료를 위한 글로벌 신약 개발을 목표로 지난 9월 출범했다. 연구는 KIST 주요사업 및 우수신진연구사업으로 수행됐다. 연구 성과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스' 속표지 논문으로 선정됐다.

2024.11.28 12:21박희범

오윤제 IITP PM "내년은 양자 투자 원년..예산 적정성 검토 중"

"지난 8월 예비타당성조사 면제를 받은 양자 관련 사업(플래그십)이 내년 2월 예산 적정성 평가를 마무리합니다. 내년이 양자 분야 투자 원년이 될 것으로 기대하는 이유입니다." 5일 엘타워에서 열린 글로벌ICT표준컨퍼런스 세션5(양자정보통신: 양자혁명시대, 표준으로 열어가는 미래)에서 정보통신기획평가원(IITP) 오윤제 PM은 '양자R&D동향 및 추진 방향' 주제발표에서 "내년 양자통신 분야 기술 개발이 본격화할 것"이라며 이같이 말했다. 이날 세션5 좌장은 한국정보통신기술협회(TTA) 강부미 단장이 맡아 진행했다. 오 PM이 언급한 예타면제 사업은 과기정통부 '양자 과학기술 플래그십 프로젝트 사업'으로 3천억 원 가량을 투입해 1천 큐비트(양자 정보처리 단위) 양자컴퓨터와 양자통신, 양자센서 등에서 핵심기술을 개발하는 사업이다. 오 PM은 "양자는 각국 글로벌 패권 경쟁이 치열한 분야"라며 "양자통신이나 센서, 컴퓨팅이 모두 기술 초기 단계"라고 덧붙였다. "양자통신은 궁극적으로 정보해킹을 방지 할 수 있고, 양자센서는 현 센서 한계를 극복한 초정밀 센싱(1나노미터 이하)에 기술 개발 목표가 맞춰져 있습니다. 이들 모두 국가 안보나 산업 측면에서 매우 중요합니다." 이들 기술의 적용 분야에 대해 오 PM은 ▲장거리 통신 ▲양자 인터넷 등에서 활용하거나 ▲스텔스 탐지 ▲배터리/반도체 제조 ▲1나노미터 이하 초정밀 탐지 등에 유용한 장점이 있다고 설명했다. 인력에 대해서도 언급했다. 오 PM에 따르면 현재 우리나라 양자 관련 박사급 인력은 2023년 기준 578명을 보유중이다. 석, 박사 인력까지 모두 포함하면 대학 826명, 출연연 273명, 기업 226명 등 국내에는 1천 325명이 양자와 관련한 업무를 진행 중이다. 두 번째 연사로 나선 ETRI 부설 보안기술연구소 권대성 책임연구원(연구위원)은 주제 '글로벌 양자 표준 경쟁에서 우위를 점하라: 표준화 전략 2025'.에서 양자 분야의 기회를 강조했다. 일부는 격차가 있지만(양자컴퓨터 등), 대부분 기술 개발이 이제 시작돼 경쟁해볼 만 하다는 목소리를 냈다. 권 책임연구원은 해외 기술 개발 현황 소개에서 △양자암호통신은 글로벌 기업 중심 △양자컴퓨팅은 거대 IT기업과 스타트업 중심 △양자센서는 미국과 유럽에서 주로 기존 기술 측정 민감도 극복 연구가 진행 중이라고 설명했다. 또 양자 네트워크는 차세대 국가 사회경제 플랫폼으로 주목받으며 국가 차원에서 나서고 있다고 덧붙였다. 국내에서는 양자암호통신 중 QKD는 SKT와 KT를 중심으로 국내 시장을 선도 중이라고 분석했다. "양자정보통신 기술은 과학기술에서 산업화로 전환하는 단계입니다. 양자키 분배 기술은 네트워크 활용 분야에서는 표준화 후기 단계에 도달했으나, 그외 기술은 표준화 초기 단계입니다." 권 책임연구원은 국내 표준화의 경우 ▲국가 차원에서는 국립전파연구원이 양자키 분배망 등에서 국가 표준 제정을 추진 중이고, ▲단체로는 TTA가 광전송망에서 양자내성암호 작용 방안 등을, ▲민간에서는 미래양자융랍포럼이 양자키 분배망 연동 관련 표준을 TTA PG225와 공동으로 추진 중이라고 언급했다. 권 책임연구원은 강연 말미에 "QKD 기술이 정말 안전한 기술이냐"고 묻고 "이걸 인정하는 규격이 나와야하고, 평가도 남들이 인정하는 방법이 나와야한다. 그런 상태가 되어야 보급이 이루어질 것"으로 내다봤다. 권 책임연구원은 또 "저가격화도 좋지만, 보안에서 문제가 없는지에 대한 증명 요구도 있다"며 "NSA(미국가안보국)도 아직 아니라는 얘기를 한다"고 말했다. 이슈 얘기도 꺼내놨다. 권 책임연구원은 "양자 컴퓨팅이나 센서 표준화는 뭘 할 것인가. 컴퓨팅 기술을 다양한 플랫폼에서 개발 중인데, 성능은 어떻게 측정할 것이냐 하는 문젝 이슈"라고 지적했다. '불가능을 현실로: 양자네트워크가 가져올 미래'를 주제로 세 번째 강연에 나선 한국전자통신연구원(ETRI) 문기원 양자센서연구실 책임연구원은 "현재 양자인터넷을 위한 양자 중계기를 연구 중이고, 양자컴퓨팅 연구도 시작했다"며 올해 진행 중인 업무부터 소개했다. 문 연구원은 "양자 인터넷 구현을 위한 유선 양자 중계기를 지난 2022년부터 4년 과제로 개발 중"이라며 "실험실내 큐비트 인코딩 및 장거리 얽힘 분배는 113km까지 구현했다"고 말했다. 문 연구원은 ETRI-KT 대전지사, ETRI-SK텔레콤 둔산사옥간 양자인터넷 테스트 전용망을 구축했다"며 " ETRI-KT 간 실환경 포함 117km 양자얽힘 분배를 75% 양자충실도로 달성했다"고 설명했다. ETRI는 또 퀀텀 텔레포테이션 실험은 81%의 양자충실도를 달성했고, 엊그제 86%까지 나왔다는 얘기를 들었다고 부연설명했다. 문 연구원은 1945년 만들어진 전자컴퓨터 에니악을 예로 들며, "당시에는 바퀴벌레를 막는 설계가 관건이었을 것"이라며 "지금은 기술 진보가 개별로 이루어지다 합쳐지며 IBM은 2033년, 일본은 2055년께 손안에 들어가는 양자컴퓨터를 예상하지만, 양자 인터넷은 7~8년 안에 이루어질 것으로 보지 않는다"고 언급했다. 마지막 연사로 나선 한국과학기술정보연구원(KISTI) 심규석 선임기술원은 '양자암호통신 서비스를 위한 해외연구동향 및 키관리 기술연구'를 발표했다. 심 기술원은 "KISTI의 과학기술연구망인 'KREONET(크레오넷) 양자암호 통신 운영 관리 및 서비스화를 위한 핵심기술 구축, 개발했다"며 "세부적으로 QKMS(양자키관리시스템) 구축 개발을 완료하고, 국가정보원과는 현재 '국가용 보안적함성 검증'을 진행 중"이라고 덧붙였다. 또 양자 암호 통신 구축 및 지원 사례로 ▲국가생명연구자원정보센터(대전-오창) 간 IDQ QKMS와 KISTI QKMS 연동 테스트 ▲KIST(광교)-경희대(국제캠) 간 10㎞ 다크파이버 기반 양자개체인증 실환경 구축 ▲부산대의 서로 독립적인 약한 결맞음 광의 장거리 양자 간설 실험 실환경 구현 등 3건을 꼽았다.

2024.11.05 23:32박희범

KIST, 양자컴서 IBM 극복하나...오류수정 필요없는 16차원 '큐디트' 기술 첫 확보

현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 큐비트 오류 완화와 수정 기술 확보다. 그러나 큰 진전은 아직까지 없다. 국내 연구진이 이 같은 오류 완화나 수정 자체가 필요없는 새로운 방식의 양자컴퓨팅 기술을 개발해 관심이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 양자기술연구단 임향택 박사 연구팀이 기존보다 적은 자원으로도 원자 간 결합거리와 바닥 상태 에너지를 화학적 정확도로 추정할 수 있는 양자컴퓨팅 알고리즘을 구현하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 양자 오류 완화 및 수정 기술이다. 양자 컴퓨터는 연산 공간이 커지면서 오류가 급격히 증가하는 단점이 있기 때문이다. 이를 극복하기 위해 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터의 장점을 결합한 VQE(Variational Quantum Eigensolver) 방식이 등장했다. VQE는 '변분 양자 고유값 계산기'라는 의미다. 양자 컴퓨팅 프로세서(QPU)와 고전 컴퓨팅 프로세서(CPU)를 함께 사용해 더 빠른 계산을 수행하도록 고안된 하이브리드 알고리즘이다. IBM과 구글을 비롯한 글로벌 연구팀들이 초전도, 이온 트랩 등 다양한 양자 시스템에서 이를 연구하고 있다. 하지만 큐비트 기반의 VQE는 현재 광자 시스템에서 최대 2큐비트, 초전도 시스템에서는 12큐비트까지 구현된 상태다. 더 많은 큐비트와 복잡한 연산이 필요한 경우 오류 문제가 발생, 확장이 어렵다는 한계가 있다. KIST 연구팀은 큐비트 대신 큐디트(Qudit)라는 고차원 양자 정보를 활용하는 방식을 도입했다. 큐디트는 기존 큐비트가 표현할 수 있는 0과 1 외에도 0, 1, 2 등 여러 상태를 가질 수 있는 양자 단위로 복잡한 양자 계산에 유리하다. 연구팀은 광자의 궤도각 운동량 상태를 이용해 큐디트를 구현했다. 홀로그램 이미지를 통해 광자의 위상을 조절함으로써 차원을 확장했다. 이를 통해 복잡한 양자 게이트 없이도 높은 차원의 계산이 가능해져 오류를 줄일 수 있었다. 연구팀은 이 방법으로 4차원에 해당하는 수소 분자와 16차원에 해당하는 리튬 하이드라이드(LiH) 분자의 결합 거리를 추정하는 양자화학 계산을 VQE로 수행했다. 이는 광자 기반 VQE를 통해 16차원 계산을 구현한 첫 사례다. 연구진은 "IBM, 구글 등 기존의 VQE는 화학적 정확도를 위해 오류 완화 기술이 필요했지만, KIST 연구팀의 VQE는 별도 오류 완화 없이도 정확도를 확보했다는 의미가 있다"고 설명했다. 연구진은 "적은 자원으로도 높은 정확도를 얻을 수 있는 방법을 제시해, 분자 특성이 중요한 산업에 폭넓게 적용될 가능성을 보여준다"며 "기후 모형화와 같은 복잡한 문제 해결에도 유용할 것"으로 기대했다. KIST 임향택 박사는 “적은 자원으로도 화학적 정확도에 도달 가능한 큐디트 기반 양자컴퓨팅 기술을 확보함으로써, 신약 개발과 배터리 성능 개선 등 다양한 실용적인 분야에 활용되기를 기대한다”고 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요 사업, 한국연구재단 양자컴퓨팅기술개발사업 등으로 수행됐다. 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF: 11.7 JCR 분야 상위 7.8%)에 게재됐다.

2024.11.05 12:01박희범

KIST-큐어버스, 5천억원대 해외 기술이전 '초대박' 계약

출연연 사상 최대 규모의 먹는 치매치료제 후보물질 기술이전 계약이 체결됐다. 100억 원대 기술이전 계약은 종종 있었지만, 5천 억원 대의 '초초대박' 계약은 처음이다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술연구원(원장 오상록, 이하 'KIST')은 KIST 창업기업인 ㈜큐어버스(대표 조성진)가 이탈리아 제약사 안젤리니파마와 총 3억 7천만 달러(한화 5천37억 원)의 기술 수출 계약을 체결했다고 21일 밝혔다. 계약 전제 조건은 두 가지다. 이 계약 액수는 개발단계별 마일스톤이 포함돼 있다. 또 다른 하나는 현재 진행중인 임상 1상을 포함해 상용화가 이루어져야 한다. 기술이전 대상 기술은 지난 9월 임상 1상에 착수한 'CV-01'(씨브이-공일)이다. 그간 제약회사들은 치매의 원인으로 꼽혀온 아밀로이드 베타단백질이 뇌에 과다하게 쌓이는 것을 막거나 제거하는 물질을 개발해왔으나, 효능의 한계와 환자 사망 등 안전성이 문제로 지적됐다. KIST 박기덕 박사 등 연구진은 지난 2014년부터 차세대 치매치료제 개발에 돌입했다. 'Keap1/Nrf2' 시그널 경로에 주목했다. 이 경로를 제어하면 신경염증 반응을 억제하고 뇌 신경회로 손상을 방지할 수 있다. 'Keap1/Nrf2'는 산화성 스트레스 및 염증에 대한 생체 내 대표적 방어 기전이다. 고령화로 기전이 제대로 작동하지 않는 경우 치매, 파킨슨병 등의 원인이 되는 것으로 알려졌다. 연구진은 'Keap1/Nrf2' 의 반응 경로를 표적(타겟팅)하는 'CV-01'개발했다. 먹는 치매 치료제로는 세계 최초...임상 1상 진행 박기덕 박사는 "신약 상용화에 성공할 경우 이 기전의 치매치료제로는 세계 최초"라며 "파킨슨병, 뇌전증 등 뇌 신경 손상이 원인인 다양한 뇌신경계 질환에도 적용 가능할 것"으로 기대했다. 박 박사는 "최근 글로벌 제약회사들은 뇌염증 및 산화성 스트레스가 치매의 근원일 가능성에 주목하고 있다"며 "이와 관련된 차세대 기전의 치료제 개발에 적극 나서고 있다"고 설명했다. 이 치료제의 가장 큰 장점은 주사제가 아닌, 먹는 약이라는 점이다. 이와함께 이 치료제는 질병 원인 물질에만 선택적으로 결합하는 성질이 커서 기존 뇌혈관부종 등 부작용도 적을 것으로 연구진은 판단했다. 박 박사는 "저분자 화합물 약물이어서 뇌혈관장벽 투과가 용이하다"며 "뇌 등으로의 약물 침투가 빠르다는 장점도 있다. 특히, 치매 발병 전 예상 용법으로도 활용 가능하다"고 부연 설명했다. KIST는 국가과학기술연구회 미래선도형 융합연구단 지원(2016~2021, 43.5억원)을 받아 신약 후보물질을 개발했다. 또 '바이오스타 사업' 지원(2021~2024, 10.5억원)으로 2021년 기술출자회사 ㈜큐어버스를 창업했다. 이듬해 KIST는 큐어버스와 'CV-01'에 관한 기술이전 계약을 체결했다. 정부, 원천기술 개발 및 사업화 지원...시리즈 A로 81억원 투자받아 ㈜큐어버스는 '홍릉 강소연구개발특구'에 입주해 있다. 과기정통부로부터 연구소기업 등록, 세제혜택 등 사업화 지원(2021~2024, 3억 원)을 받았다. 비임상을 2년만에 완료했다. 최근 81억 원의 시리즈A 투자를 유치했다. 현재 과기정통부·보건복지부 공동 주관으로 '치매극복연구개발사업단' 지원(2023~2025, 15억원)을 받아 임상 1상 단계를 진행 중이다. KIST 오상록 원장은 “KIST 연구자가 개발한 기술이 첨단바이오 스타트업 창업으로 이어지고, 글로벌 제약시장에 진출한 사례"라며 "앞으로도 게임체인저가 될 세계적 원천기술 확보에 힘쓸 것"이라고 말했다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 “최근 출연연 대형 바이오 기술이전 성과들이 차례로 나타나고 있다”며 "출연연과 대학 우수 연구성과를 바이오 기업 임상과 사업화까지 연계하는 오픈이노베이션 전략을 중심에 두고, 국산 블록버스터 신약 개발을 위한 기술사업화 정책과 사업을 지속 추진해 나갈 것"이라고 밝혔다.

2024.10.21 15:32박희범

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