화학뉴스

양자컴퓨터가 화학 분야에 활용될 것으로 기대되고 있다.
Nomura Research에 따르면, 양자컴퓨터는 디지털 방식이라 불리는 게이트 타입이 화학 및 신약 개발에 적용될 것으로 예상되고 있다.
양자컴퓨터는 양자역학의 중첩(Superposition) 현상에 따라 병렬 처리를 가능케 하는 미래형 첨단 컴퓨터로 슈퍼컴퓨터로도 상당한 시간이 소요되는 계산을 고속으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 기존 방식으로 해결할 수 없는 미지의 영역에도 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
크게 소인수분해, 데이터베이스 검색, 다체계 계산에 적용할 수 있는 디지털 방식과 조합 최적화 문제에 특화된 아날로그 방식으로 분류되며 아날로그 방식은 기계학습, 대규모 경로 검색, 디지털 방식은 암호, 양자 시뮬레이션에 대한 활용 면에서 주목받고 있는 것으로 알려졌다.
양자 시뮬레이션은 전자 등 여러 입자의 양자역학적 움직임을 시뮬레이션하는 것으로 슈퍼컴퓨터로도 수행하기 어려운 것으로 파악되고 있다.
이에 따라 양자컴퓨터가 실용화되면 양자화학 분야가 확립됨으로써 화학제품 및 의약품 개발에 혁명이 일어날 것으로 기대되고 있다.
디지털 방식을 개발하고 있는 IT기업은 Microsoft를 질소고정 프로세스의 반응기능 해명에 적용할 수 있을 것으로 판단하고 하버-보슈법(Haber-Bosch Process)을 혁신하는 암모니아(Ammonia) 프로세스 해명을 추진하고 있다.
IBM은 2017년 수소화 베릴륨(BeH2)의 최저 에너지 상태를 구하는 알고리즘을 개발했다고 발표했다.
또 캐나다 및 미국에서는 양자화학 계산을 위한 소프트웨어를 개발하는 스타트업기업이 잇따라 등장하고 있다.
양자컴퓨터는 2020년 이후 처리능력이 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 「양자초월성」이 실현될 가능성이 높게 나타나고 있으나 노이즈 등의 영향으로 계산 오차 발생률이 상승함에 따라 2030년 이후에야 범용형 컴퓨터로 활용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.
그러나 오류 발생을 전제로 사용하는 것을 고려하면 비즈니스에도 서서히 활용될 것이 확실시되고 있어 사용기업은 풀어야 할 문제 탐색, 애플리케이션 개발, 소프트웨어 기술자 육성 등이 요구되고 있다.