강원도 소프트웨어 개발기업 퀀텀서브(QuantumSub)가 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 기술을 적용한 분자설계 소프트웨어(SW) 'Gamja-MD'를 개발했다고 14일 밝혔다. 회사에 따르면 이 소프트웨어는 질소 분자와 수소 체인 시스템에서 2⁴⁰(약 1조995억 개) 규모의 양자상태 공간을 다루는 계산을 수행해 화학적 정밀도 수준의 정확성을 확보했다.
분자 전자구조 계산은 신약 후보 물질 탐색, 배터리 소재 개발, 촉매 설계 등에 쓰인다. 다만 양자상태를 표현하는 데 필요한 계산 공간이 시스템 규모에 따라 급격히 커져 정밀도와 계산 효율을 함께 확보하는 것이 계산화학의 주요 과제로 꼽힌다.
Gamja-MD는 고전컴퓨터에서 그래프 조립(Graph Assembly) 방식으로 분자의 양자상태 후보를 구성하고, 양자 최적화 방법으로 최적의 양자상태를 선별한다. 업체 관계자는 "분자 전자구조 계산에 필요한 탐색 과정을 효율화했다"고 설명했다.
회사 측은 2⁴⁰이 가능한 양자상태 공간의 규모를 뜻하며, 모든 상태를 개별 계산한 것은 아니라고 밝혔다. 화학적 정밀도(Chemical Accuracy)는 계산화학에서 에너지 계산의 정확도를 평가하는 기준으로, 통상 약 1kcal/mol 수준의 에너지 오차를 가리킨다.
퀀텀서브는 홈페이지에서 무료 벤치마킹 서비스를 제공한다. 홈페이지에 가입한 이용자는 약 20분간 그래프 조립 기반 소프트웨어의 성능을 시험할 수 있다.
회사는 AI(인공지능) 기반 소프트웨어 'Gamja-AI'도 출시할 예정이다. Gamja-MD로 확보하는 분자 전자구조 계산 데이터와 분자 구조 정보로 AI 학습용 데이터셋을 구축하고, 이를 생성형 AI와 결합해 신약·신소재 설계에 활용한다는 구상이다. 신약개발용 저분자 물질의 전자구조 계산 데이터를 축적하고, 자유에너지 계산 기술로 연구·개발 범위를 넓혀 신약 후보 물질의 특성과 분자 간 상호작용을 분석하는 방안도 추진할 예정이다.
퀀텀서브 관계자는 "분자 전자구조 계산 기술을 고도화하고 확보한 데이터를 AI 기술과 연결해 신약·신소재 설계 분야로 사업을 확대할 것"이라고 말했다.
이번 개발은 강원테크노파크 '강원 양자정보통신 산업융합 개발·기술지원 사업'의 지원으로 이뤄졌다.