경희대학교 물리학과 손석균 교수 연구팀이 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 추진하는 ‘양자과학기술 플래그십 프로젝트’에 참여한다고 22일 밝혔다.

연구팀은 ‘다이아몬드 NV 센터 기반 고감도·고분해능 양자 MRI·심자도 기술 개발’ 연구를 맡아 차세대 양자센싱 플랫폼과 바이오·의료 응용기술 개발을 추진한다.

이번 사업은 양자센서를 활용해 기존 의료·바이오 이미징 기술 한계를 극복하고 초정밀 생체 신호 측정 기반 정밀 진단 플랫폼 구축을 목표로 한다. 연구는 최대 8년 규모 장기 프로젝트로 진행된다.

양자센싱은 양자 상태 변화를 활용해 미세한 자기장과 전기장, 온도 등을 측정하는 기술이다. 특히 다이아몬드 내부 결함 구조인 NV(Nitrogen-Vacancy) 센터는 상온에서도 안정적으로 작동하면서 높은 자기장 민감도와 공간 분해능을 확보할 수 있어 차세대 바이오·의료 센서 기술로 주목받고 있다.

연구진은 양자 자기장 센서를 활용해 단세포 수준에서 발생하는 극미세 자기장 변화까지 분석할 수 있는 초정밀 이미징 기술 구현에 도전하고 있다. 이를 통해 기존 자기공명영상(MRI) 기술이 접근하기 어려웠던 세포 단위 생체 신호 분석과 실시간 정밀 진단 기술 개발 가능성을 기대하고 있다.

손 교수 연구팀은 기존 NV 센터 기반 양자센싱 기술과 함께 신규 양자물질·하이브리드 구조 기반 차세대 확장형 양자센싱 플랫폼 연구도 수행하고 있다. 연구진은 생체 환경 호환성과 센서 유연성, 다중 물리량 동시 측정 가능성 등을 활용해 미래형 바이오·의료 양자센서 플랫폼으로 발전시킨다는 계획이다.

손 교수는 “양자센싱 기술은 바이오·의료 분야까지 빠르게 확장되고 있다”며 “실제 의료 환경에 적용 가능한 차세대 양자센서 기술 기반 구축에 힘쓰겠다”고 말했다.

연구진은 이번 기술이 단세포 자기장 측정과 단백질 구조 분석, 신약 개발, 조기 질환 진단, 디지털 헬스케어 등 다양한 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대하고 있다.