농촌진흥청이 농생명 빅데이터의 누락된 유전형 정보를 복원하는 양자컴퓨팅 기반 기술 '큐임퓨터(QuImputer)'를 개발했다.
농촌진흥청은 11일 이 같은 내용의 기술 개발 소식을 밝혔다. 유전형 정보는 생물별 유전체 특징을 담고 있어 유용 유전자 탐색, 디지털 육종 등 농생명 연구의 핵심 기반 데이터로 활용된다.
하지만 높은 분석 비용과 시료 확보의 어려움 등으로 유전형 정보가 일부 누락되는 문제가 자주 발생한다. 정보가 빠지면 고온 저항성과 같은 작물의 중요한 유전적 특징을 놓칠 수 있다.
기존에는 통계학 기반 기술로 빠진 정보를 추정했다. 그러나 이 방식은 정보 누락 부분이 길거나 희귀 변이가 나타날 경우 정확도가 떨어지는 한계가 있었다.
연구진은 이를 해결하기 위해 양자컴퓨팅 알고리즘을 세계 최초로 개발했다. 유전변이가 함께 유전되는 경향, 빈도, 거리 등을 양자컴퓨터로 계산해 가장 자연스러운 유전형을 찾는 방식이다.
이 기술은 농촌진흥청 초고성능컴퓨터 '나비스 2호기'의 시뮬레이터로 개발됐고, 미국 아이비엠(IBM)사의 실제 양자컴퓨터로 검증을 마쳤다. 기술 적용 결과, 희귀 변이 분석에서 복원 정밀도가 기존 방법보다 29.97%포인트 높게 나타났다.
농촌진흥청은 해당 기술의 특허출원을 완료했다. 앞으로 양자컴퓨팅 기술이 고도화되면 디지털 육종 등 다양한 농업 난제 해결에 기여할 것으로 기대하고 있다.
이태호 농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터장은 "양자컴퓨팅으로 복잡한 생명 빅데이터 문제를 푸는 새로운 가능성을 찾은 사례"라며 "모든 연구 현장에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.