《科創(chuàng)板日報》8月10日訊（編輯 宋子喬） 在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，我國量子計算技術(shù)迎來了重要突破。據(jù)安徽省量子計算工程研究中心，近期，蚌埠醫(yī)科大學(xué)與本源量子計算科技（合肥）股份有限公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將聯(lián)合研發(fā)國內(nèi)首個量子分子對接應(yīng)用，依托我國第三代自主超導(dǎo)量子計算機(jī)，以量子算力加速小分子藥物研發(fā)流程并提高藥物設(shè)計效率。

安徽省量子計算工程研究中心副主任竇猛漢表示，將利用量子算法來高效滿足分子對接過程中的各種需求，這將為后續(xù)小分子藥物的設(shè)計打下堅實基礎(chǔ)，加速創(chuàng)新藥物的研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)而推動生命科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。

小分子藥物可以輕易穿透細(xì)胞膜到達(dá)任意位置，并與靶點蛋白產(chǎn)生相互作用從而發(fā)揮對應(yīng)的治療效果。傳統(tǒng)分子對接方法依賴于高性能計算機(jī)集群進(jìn)行大量計算，耗時久且精度低。而量子計算技術(shù)因其強(qiáng)大的計算能力，能夠解決傳統(tǒng)小分子藥物設(shè)計中存在的算力瓶頸問題，可以顯著提高分子對接的速度和準(zhǔn)確性，從而開辟一條更高效、更精準(zhǔn)的藥物篩選新路徑。

在藥物設(shè)計領(lǐng)域，目前本源量子研發(fā)團(tuán)隊已成功開發(fā)一系列基于第三代自主超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟空”的藥物設(shè)計真機(jī)應(yīng)用。這些應(yīng)用能夠有效預(yù)測藥物分子的性質(zhì)、藥物間的相互作用等。

據(jù)了解，本源悟空在今年1月6日正式上線運(yùn)行，向全球用戶開放，接收全球量子計算任務(wù)。該量子計算機(jī)搭載72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”，是目前中國最先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計算機(jī)。截至6月17日上午9時，本源悟空全球訪問量突破1000萬。這是我國首次在國際上大規(guī)模、長時間提供自主量子算力，并成功應(yīng)對了超千萬次的訪問需求。

本源悟空

▌量子計算將在創(chuàng)新藥研發(fā)方面扮演重要角色

生物制藥是一個高風(fēng)險且耗時的流程。從藥物發(fā)現(xiàn)到得到當(dāng)?shù)厮幈O(jiān)局批準(zhǔn)，中間平均需要10年的時間，以及動輒百億元的研發(fā)成本。例如，過去16年的阿爾茨海默病治療研究中，只有四種新藥被批準(zhǔn)用于治療阿爾茨海默病，批準(zhǔn)率3%。

而量子計算為藥物研發(fā)提供了新的工具和方法，有望通過執(zhí)行超級計算機(jī)無法勝任的任務(wù)徹底改變藥物研究，顯著提高藥物發(fā)現(xiàn)的效率和成功率。

早在2021年1月，制藥巨頭勃林格殷格翰與谷歌在量子計算方面的合作曾引起轟動。雙方達(dá)成合作協(xié)議，將共同專注于研究與實現(xiàn)藥物研發(fā)領(lǐng)域量子計算的前沿應(yīng)用案例，特別是在分子動力學(xué)模擬領(lǐng)域。

彼時，業(yè)界已普遍認(rèn)可量子計算在藥物研發(fā)中的潛力。根據(jù)德國維藤/黑爾德克大學(xué)的研究，當(dāng)時最大的21家制藥公司中，有17家存在公開的量子計算活動。在大約260家量子計算初創(chuàng)公司中，有38家正在試圖解決制藥問題。此外，在2009年以來發(fā)表的至少包括一個量子計算關(guān)鍵詞的約3250篇論文中，有42篇經(jīng)同行評審的論文涉及量子計算與藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。

近年來，量子計算參與藥物研發(fā)的案例正在逐漸增多，例如縮短藥物研發(fā)周期、探索癌癥個性化治療等。

生物制藥巨頭諾和諾德，已宣布投資2億美元開發(fā)量子計算機(jī)，專門用于新藥研發(fā)；

克利夫蘭診所與IBM合作，部署了世界第一臺專門用于醫(yī)療保健研究的量子計算機(jī)，以加速生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)；

騰訊量子實驗室聯(lián)華蘇州醫(yī)圖生科生命科學(xué)技術(shù)有限公司等研究人員開發(fā)了一種為解決真正的藥物設(shè)計問題而量身定制且不同傳統(tǒng)研究的混合量子計算管道；

華大生命科學(xué)研究院與量旋科技利用量子算法實現(xiàn)基因組組裝，解決了基因組組裝的難題，并使用較少的量子資源模擬更大的量子系統(tǒng)，為在NISQ時代模擬大規(guī)模系統(tǒng)提供了可能性；

英矽智能的研究小組業(yè)界首次將量子計算和生成式人工智能兩項快速發(fā)展的技術(shù)相結(jié)合，探索藥物研發(fā)過程中的先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)，并成功證明量子生成對抗網(wǎng)絡(luò)（QuGAN）在生成化學(xué)中的潛在優(yōu)勢......

量子計算技術(shù)目前仍處于早期階段，隨著量子硬件的進(jìn)步和算法的成熟，預(yù)計量子計算將在藥物研發(fā)領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。