양자 기술의 획기적인 발전이 이제 병원 복도까지 도달했습니다. 노벨상 수상 연구, 세계를 선도하는 찰머스 공과대학교(Chalmers)와 사흐렌스카 병원(Sahlgrenska)의 호기심 많은 임상의들과의 긴밀한 협력을 통해 예테보리(Göteborg)는 미래의 양자 컴퓨터를 위한 스웨덴의 거점이 되었습니다. 다음 주요 의학적 도약은 병원과 대학교 사이의 자전거 여행으로 시작될 수 있습니다.
양자 기술의 부상
양자 기술은 모두의 입에 오르내리고 있습니다. 올해 노벨 물리학상은 오늘날의 양자 전자 공학의 기초를 마련한 세 명의 과학자에게 돌아갔으며, 최근 기술 대기업 구글(Google)은 양자 컴퓨터를 개발하는 예테보리 기반 회사인 아틀란틱 퀀텀(Atlantic Quantum)을 인수했습니다.
예테보리에는 찰머스에 있는 왈렌베리 양자 기술 센터(Wallenberg Centre for Quantum Technology)와 대학, 산업계, 심지어 의료 서비스 간의 스타트업 기업 및 협력 네트워크를 통해 유럽에서 가장 활발한 양자 기술 환경 중 하나가 있습니다.
특히 의료 및 건강 관리 분야에서 양자 기술 개발을 통해 큰 기회가 열리고 있습니다.
“사흐렌스카 대학교 병원과 지역 모두에서 많은 호기심을 보이고 있습니다. 실제로 양자 컴퓨터를 어떻게, 언제부터 사용하고 실질적으로 작업할 수 있는지 알고 싶어합니다.”
라고 예테보리 대학교 신경 영상학 교수이자 VGR 혁신 플랫폼의 서부 스웨덴 의료 기술 아레나 코디네이터인 저스틴 슈나이더만(Justin Schneiderman) 교수가 말했습니다.
스웨덴 최초의 양자 컴퓨터
스웨덴 최초의 양자 컴퓨터는 주로 크누트 및 앨리스 왈렌베리 재단(Knut and Alice Wallenberg Foundation)의 자금 지원을 받는 왈렌베리 양자 기술 센터 내에서 2018년 찰머스에서 건설되기 시작했습니다.
슈나이더만 교수는 양자 기술을 위한 스웨덴의 거점이 된 이 지역에서 기술과 의료 사이의 다리 역할을 합니다.
양자 기술의 잠재력
양자 컴퓨터, 센서 및 통신과 같은 양자 기술은 전 세계적으로 빠르게 개발되고 있습니다. 이 기술은 양자 역학의 법칙을 기반으로 하며, 궁극적으로 약물 개발, 진단 및 데이터 분석 분야에 혁명을 일으킬 수 있는 완전히 새로운 계산 가능성을 제공할 수 있습니다. 올해 노벨 물리학상은 또한 양자 현상을 거시적 수준에서 측정 가능하게 만든 과학자들에게 돌아갔는데, 이는 오늘날의 양자 기술에 결정적인 단계입니다. 저스틴 슈나이더만 교수는 수상자 중 한 명인 “양자 전자 공학의 아버지” 존 클라크(John Clarke)와 함께 일했습니다.
의료 분야의 양자 기술 적용 분야
1. 퀀텀 센서:
이미 고급 뇌 영상, MEG(자기뇌파도)에 사용되고 있으며, 매우 민감한 자기장 센서가 뇌의 활동을 실시간으로 기록합니다. 다음 단계는 심장 질환 및 진단 분야에 적용하는 것입니다.
2. 약물 개발:
양자 컴퓨터는 궁극적으로 복잡한 생화학 시스템과 단백질 구조를 시뮬레이션할 수 있으며, 이는 새로운 약물 개발을 가속화하고 동물 실험의 필요성을 줄일 수 있습니다.
3. 개인 맞춤형 의료:
미래에는 양자 계산이 유전자 및 생물학적 요소를 기반으로 다양한 환자가 치료법 및 약물에 어떻게 반응하는지 모델링하는 데 도움이 될 수 있습니다.
양자 기술의 현재와 미래
현재 의료 분야에서 양자 기술은 아직까지는 컴퓨터보다는 주로 센서에 초점을 맞추고 있습니다.
“많은 양자 센서가 이미 환자에게 유용하게 사용되고 있습니다.”
라고 저스틴 슈나이더만 교수가 말합니다.
그는 구체적인 의학적 사례를 지적합니다.
“MEG(자기뇌파도)는 퀀텀 센서, 즉 스퀴드(squid) 감지기를 기반으로 하는 고급 뇌 영상 기술입니다. 이들은 뉴런이 서로 통신할 때 생성되는 약한 자기 신호를 완전히 수동적으로 포착할 수 있습니다. 이는 뇌의 활동을 실시간으로 듣는 매우 민감한 마이크와 같습니다.”
그러나 양자 컴퓨터 또한 미래 의료에 결정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
“오늘날의 슈퍼컴퓨터가 할 수 없는 방식으로 생화학 시스템을 모델링할 수 있습니다. 이는 단백질 구조를 시뮬레이션하고 약물이 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 완전히 새로운 방식을 열어줍니다.”
라고 저스틴 슈나이더만 교수가 설명합니다.
예테보리의 강점
사흐렌스카 병원은 양자 기술을 시험하기에 완벽한 장소라고 저스틴 슈나이더만 교수는 말합니다.
“사흐렌스카의 임상의와 연구원들은 찰머스로 자전거를 타고 가서 물리학자들과 대화할 수 있습니다.”
양자 계산은 궁극적으로 새로운 약물 개발을 단축하고, 복잡한 생물학적 과정을 분석하며, 더욱 개인 맞춤형 의료를 창출할 수 있습니다. 그러나 그 길은 험난합니다.
중요한 과제는 역량입니다. 양자 기술의 의학적 적용은 물리학과 의학 모두에 대한 이해를 필요로 하며, 이는 드문 조합입니다.
“의사이자 물리학자인 사람이 필요할 정도입니다.”
라고 저스틴 슈나이더만 교수가 말합니다.
대신 사흐렌스카는 찰머스 사흐렌스카 헬스 엔지니어링 얼라이언스(Chalmers Sahlgrenska Health Engineering Alliance) 프로젝트와 AI 및 양자 기술과 같은 새로운 기술을 맛볼 수 있는 혁신 및 기술과 같은 의료진 교육 프로그램을 통해 협력을 추진하고 있습니다. 목표는 이해를 높이고 기술 및 의료 측면 간의 대화를 만드는 것입니다.
“의학적 전문 지식을 기술 측면의 전문 지식과 연결함으로써 응용 프로그램이 환자에게 더 빨리 도달할 수 있는 조건을 만들 수 있습니다.”
결론: 미래를 향한 준비
저스틴 슈나이더만 교수는 예테보리가 광범위한 양자 기술 연구와 병원과 대학교 간의 근접성을 통해 여기서 독특한 강점을 가지고 있다고 말합니다.
“사흐렌스카의 임상의와 연구원들은 찰머스로 자전거를 타고 가서 물리학자들과 대화할 수 있습니다. 이를 통해 과도한 기대를 갖지 않고 연구에 가까이 다가갈 수 있습니다.”
그는 항상 같은 핵심 단어, 즉 호기심과 현실주의를 반복합니다.
“우리는 기술을 이해하고, 가능성을 보고 싶지만, 현실적이기도 해야 합니다. 양자 컴퓨터는 아직 의료에 적용될 준비가 되지 않았지만, 개발은 빠르게 진행되고 있습니다. 우리는 다가올 것을 받아들일 수 있도록 준비해야 합니다.”
라고 저스틴 슈나이더만 교수가 말했습니다.
