提升实验精确度与效率,量子计算开启药物研发新思路
北京日报客户端 | 记者 袁璐

2022-11-01 09:30 语音播报


经济

10月31日,亚马逊云科技宣布推出开源解决方案“量子计算探索之药物发现方案”,帮助研究人员借助量子计算技术进行药物发现研究,进一步降低量子计算的探索门槛。

量子计算,是指遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多,对于量子计算机实施运算也就愈加有利,也就更能确保运算具备精准性。

“分子的构成非常复杂,传统计算机无法精确模拟其粒子(如电子)之间的相互作用。”跨国医药公司勃林格殷格翰(Boehringer-Ingelheim)量子计算科学家Elica Kyoseva曾对外解释称,目前,研究人员只能使用大量近似值来计算药物研发所需的分子性质。这意味着计算得出的性质是近似的,需要实验室实验和患者研究来进一步验证候选药物的有效性。对于世界上所有制药公司来说,这都需要花费大量的时间和资源。“而量子计算机拥有更高的精确度与效率,有望助力研究者开发更好的药物。”

根据《自然》杂志的数据显示,目前一款新药的研发成本已经上升到了26亿美元,耗时约10至15年,而最终能够成功上市的新药成功率还不到1%。

采用云计算、机器学习、量子计算等方法,是加速新药研发提高成功率的新兴探索途径。记者获悉,“量子计算探索之药物发现方案”提供了一键部署的量子计算 / 经典计算混合架构,研究人员可通过量子服务Amazon Braket,调用量子计算资源进行实验。同时,针对不同的药物研究问题,这个方案还可以提供可视化报表,来帮助研究人员去理解、分析和比较基于量子计算和经典计算的区别,为量子计算在药物发现方面的应用探索新思路。

记者注意到,亚马逊云科技大中华区战略业务发展部总经理顾凡在近日举行的“2022亚马逊云科技中国峰会”上透露,基于对云技术趋势的前瞻判断,公司在自研芯片、量子计算、卫星通信等多个前沿领域进行了布局。

“量子计算强大的计算能力将给科学和技术带来颠覆性的改变。我们把量子计算、卫星通信等前沿科技纳入了云服务中,让它们走入更多人的视野。”亚马逊全球副总裁、亚马逊云科技大中华区执行董事张文翊表示,包括宇道生物、图灵量子等国内企业和合作伙伴,都已经在基因序列预测、药物分子生成等领域使用平台服务探索量子计算的无限可能。

值得一提的是,我国在量子计算机领域的发展处于世界领先水平,2020年12月4日,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等成功研制了76个光子的量子计算原型机——“九章”,成功实现了“量子计算优越性”的里程碑式突破。实验显示,“九章”对经典数学算法高斯玻色取样的计算速度,比目前世界最快的超算“富岳”快一百万亿倍,推动全球量子计算前沿研究达到一个新高度。


编辑:袁璐


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