비선형 고속 공기역학을 양자 알고리즘으로 해석 목표

[보안뉴스 조재호 기자] 노르마와 경상국립대는 항공우주 분야에서 비선형 공기역학을 활용한 양자 우위 실증 프로젝트를 시작한다고 24일 밝혔다. 이번 연구는 양자 기술을 적용해 기존 유체역학 시뮬레이션 개선 가능성을 찾는다.


[자료: 노르마]

‘항공우주 분야에서 양자 알고리즘을 활용한 유체역학적 해석 및 양자 이득 실현’을 주제로 한 공동연구는 극초음속 비행체나 차세대 전투기, 재사용 발사체, 무인 전투기 체계 등에서 필수적인 유체역학 시뮬레이션을 기존의 수치 해석 방식보다 지수적으로 빠르고 정밀하게 수행할 가능성을 검증하는 것을 목표로 한다.

현재 전산유체역학(CFD)는 극초음속 및 압축성 유동 문제를 해결하는데 높은 연산 비용과 시간이 소요된다. 이번 연구에서는 기존 CFD 대비 연산 속도를 기하급수적으로 높이는 양자 기반 CFD 알고리즘인 ‘QCFD’를 개발한다. 특히, 고속 압축성 유동을 해석하는 비선형 버거스 모델 방정식과 나비에-스톡스 방정식을 양자 알고리즘으로 해결하는 기술을 개발하는 것이 핵심이다.

연구는 △1단계 QCFD 개발 및 실증 △2단계 항공우주 및 국방 기업과 협력해 프로토 타입 개발 △3단계 상용화 및 글로벌 방산 우주 시장 진출 등으로 진행된다. 노르마는 유체역학적 해석과 연계해 설계에 활용될 양자머신러닝(QML)을 개발하고 경상대는 QCFD를 개발한다. 연구 기간은 5~8년으로 예상했다.

연구가 성공적으로 진행되면 양자 컴퓨터로 고전 CFD 보다 빠른 연산을 수행하는 양자 우위를 입증할 수 있다. 이를 토대로 극초음속 및 우주 비행체 설계 최적화를 비롯해 국방 산ㅇ넙 핵심 기술 개발 등의 연관 산업의 혁신을 이끌 것으로 기대된다는 설명이다.

정현철 노르마 대표는 “이번 연구가 대한민국을 양자 컴퓨팅 기반 항공우주 기술의 선도 국가로 도약하게 할 중요한 이정표가 되길 기대한다”며 “연구가 성공적으로 진행되면 항공우주 산업의 혁신을 촉진하고, 인공지능(AI) 기술과 융합해 다양한 산업 분야에서 핵심 기술로 사용될 수 있을 것”이라고 전했다.

[조재호 기자(sw@boannews.com)]

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