서울시립대학교(총장 원용걸)는 전자전기컴퓨터공학부 안도열 명예석좌교수 연구팀이 미국 클리브랜드 클리닉(Cleveland Clinic)과 K5 글로벌(K5 Global)이 공동 주관하는 ‘퀀텀 이노베이션 캐털라이저 프로그램(Quantum Innovation Catalyzer Program)’에 최종 선정되었다고 밝혔다.

이번 연구는 가톨릭대학교 서울성모병원 영상의학과 정정임 교수, 장수연 교수, 순환기내과 윤종찬 교수, 최영 교수, 승재호 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 한경림 박사, 미국의 양자기술 전문기업 Singularity Quantum(대표 안도열)과의 협업으로 수행되었으며, 미국 메릴랜드대학교 국립양자연구소(Q-Lab), 아마존 AWS, 그리고 핀란드의 양자컴퓨터 기업 IQM의 기술 지원을 받았다.

선정주제는 “Quantum Algorithms for Cardiovascular CT-FFR Simulation and Tumor Microcirculation Modeling”로, 안도열 서울시립대 명예석좌교수가 연구책임자를 맡았다.

퀀텀 이노베이션 캐털라이저 프로그램은 심장병 분야에서 세계 최고 수준으로 평가받는 클리브랜드 클리닉과 도쿄에 본사를 둔 글로벌 투자사 K5 글로벌이 주관하는 국제 프로그램으로, 양자컴퓨팅 기술을 활용해 기존 컴퓨팅 방식으로는 해결이 어려운 복잡한 생의학 문제를 해결할 혁신적 알고리즘 개발을 목표로 한다. 주요 연구 분야는 ▲의료·생명과학 ▲디지털 헬스 ▲신약 발견·개발 ▲단백질 구조 예측 등이다.

안 교수 연구팀은 전 세계적으로 매우 치열한 경쟁을 뚫고 최종 선정되었으며, 연구의 독창성 및 기술성 그리고 사업성을 높이 평가받았다. 이와 함께 공동 연구에 참여한 양자기술 전문기업 Singularity Quantum은 이 프로그램을 통해 클리브랜드 클리닉과 K5 Global로부터 상당 규모의 투자 유치에 성공했다. K5 Global은 스페이스 X의 초기 투자자로 잘 알려져 있다.

안도열 교수는 7대 수학 난제로 알려진 나비에–스토크스(Navier–Stokes) 방정식 해석을 위한 양자 알고리즘을 개발하고, 본인이 제안한 비마르코프(Non-Markovian) 기반 양자 오류 완화(QEM) 비용함수를 통해 양자컴퓨터 연산 결과의 신뢰도를 향상시키는 이론적 모델을 확립한 바 있다. 이번 연구를 통해 도출되는 양자컴퓨팅 기반 전산유체역학 모델은 심혈관 질환 진단을 위한 CT-FFR 분석, 종양 미세순환 기반 약물 전달 모델링 등 정밀의료 분야는 물론, 양자컴퓨팅의 실질적 활용 가능성을 확대하는 중요한 학문적 성과가 될 것으로 기대된다. 특히 신약 개발 과정에서 탈락률이 가장 높은 약물 전달 단계의 최적화를 통해 개발 비용과 기간을 크게 단축할 수 있을 것으로 전망된다.

이번 연구 성과는 향후 정밀의료를 비롯해 고속 항공 유체 해석, 열교환기 설계, 기후 예측 등 비선형 유체역학 방정식 해석이 요구되는 다양한 4차 산업혁명 핵심 기술 분야로 확장될 가능성도 크다.

본 연구는 미국 공군 연구소(AFOSR)가 지원하는 ‘극초음속 유동 해석을 위한 양자컴퓨팅 알고리즘 개발’ 과제와 과학기술정보통신부가 지원하는 ‘NISQ 환경에서 저부하·고효율 양자 오류 경감 기술 개발 및 응용’ 과제(총 32.5억 원 규모)의 지원을 받아 수행되었다.

한편, 이번 성과는 지난 2025년 6월, 미국 국립보건원 산하 국립전환과학진흥센터가 주관한 총 130만 달러 규모의 양자컴퓨팅 챌린지에 이은 연속적인 국제 무대 선정이라는 점에서도 주목된다. 당시에도 서울시립대-서울성모병원 공동연구팀은 국내 유일하게 선정된 바 있으며, 이번 프로그램에서는 한국과학기술연구원이 합류하며 한국 양자의료 분야 연구의 글로벌 위상을 한층 높이게 됐다.

안도열 명예석좌교수는 반도체 레이저와 양자 정보통신 분야의 세계적 연구 성과를 인정받아 2005년 IEEE 펠로우, 2009년 미국물리학회(APS) 펠로우로 선정되었으며, 2016년 일리노이대학교(UIUC) ‘Distinguished Alumni Award’를 수상했다. 현재까지 SCI 논문 250여 편을 발표하고 국제 특허 40여 건을 보유하고 있다.

*클리브랜드 클리닉 언론 보도 링크
https://newsroom.clevelandclinic.org/2026/04/09/cleveland-clinic-quantum-innovation-catalyzer-program-awardees-announced