《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》8月10日訊（編輯 宋子喬） 在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，我國(guó)量子計(jì)算技術(shù)迎來(lái)了重要突破。據(jù)安徽省量子計(jì)算工程研究中心，近期，蚌埠醫(yī)科大學(xué)與本源量子計(jì)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(guó)內(nèi)首個(gè)量子分子對(duì)接應(yīng)用，依托我國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)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(jì)效率。

安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任竇猛漢表示，將利用量子算法來(lái)高效滿足分子對(duì)接過(guò)程中的各種需求，這將為后續(xù)小分子藥物的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，加速創(chuàng)新藥物的研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)而推動(dòng)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(diǎn)蛋白產(chǎn)生相互作用從而發(fā)揮對(duì)應(yīng)的治療效果。傳統(tǒng)分子對(duì)接方法依賴于高性能計(jì)算機(jī)集群進(jìn)行大量計(jì)算，耗時(shí)久且精度低。而量子計(jì)算技術(shù)因其強(qiáng)大的計(jì)算能力，能夠解決傳統(tǒng)小分子藥物設(shè)計(jì)中存在的算力瓶頸問(wèn)題，可以顯著提高分子對(duì)接的速度和準(zhǔn)確性，從而開(kāi)辟一條更高效、更精準(zhǔn)的藥物篩選新路徑。

在藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域，目前本源量子研發(fā)團(tuán)隊(duì)已成功開(kāi)發(fā)一系列基于第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”的藥物設(shè)計(jì)真機(jī)應(yīng)用。這些應(yīng)用能夠有效預(yù)測(cè)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(kāi)放，接收全球量子計(jì)算任務(wù)。該量子計(jì)算機(jī)搭載72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”，是目前中國(guó)最先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。截至6月17日上午9時(shí)，本源悟空全球訪問(wèn)量突破1000萬(wàn)。這是我國(guó)首次在國(guó)際上大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間提供自主量子算力，并成功應(yīng)對(duì)了超千萬(wàn)次的訪問(wèn)需求。

本源悟空

▌量子計(jì)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(gè)高風(fēng)險(xiǎn)且耗時(shí)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(shí)間，以及動(dòng)輒百億元的研發(fā)成本。例如，過(guò)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(jì)算為藥物研發(fā)提供了新的工具和方法，有望通過(guò)執(zhí)行超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)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(jì)算方面的合作曾引起轟動(dòng)。雙方達(dá)成合作協(xié)議，將共同專注于研究與實(shí)現(xiàn)藥物研發(fā)領(lǐng)域量子計(jì)算的前沿應(yīng)用案例，特別是在分子動(dòng)力學(xué)模擬領(lǐng)域。

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

近年來(lái)，量子計(jì)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(gè)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(kāi)發(fā)量子計(jì)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(tái)專門用于醫(yī)療保健研究的量子計(jì)算機(jī)，以加速生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)；

騰訊量子實(shí)驗(yàn)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(kāi)發(fā)了一種為解決真正的藥物設(shè)計(jì)問(wèn)題而量身定制且不同傳統(tǒng)研究的混合量子計(jì)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(shí)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(shí)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(jì)算和生成式人工智能兩項(xiàng)快速發(fā)展的技術(shù)相結(jié)合，探索藥物研發(fā)過(guò)程中的先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)，并成功證明量子生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（QuGAN）在生成化學(xué)中的潛在優(yōu)勢(shì)......

量子計(jì)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(jì)量子計(jì)算將在藥物研發(fā)領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。