本源悟空加速新药研发：从理论到实践

本源悟空加速新药研发：从理论到实践

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中国科技网

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来源

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https://www.stdaily.com/web/gdxw/2024-08/09/content_1969939.html

2.

https://www.yicai.com/news/102393009.html

3.

http://paper.people.com.cn/rmrbhwb/pc/content/202501/09/content_30050650.html

4.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535505.shtm

5.

https://www.cas.cn/zt/kjzt/2024kjpd/bdpd/202501/t20250116_5045191.shtml

6.

https://finance.sina.cn/2024-08-10/detail-incieiia4511206.d.html?vt=4&cid=76524&node_id=76524

7.

https://www.bbmc.edu.cn/info/1037/49573.htm

8.

http://www.news.cn/tech/20250109/77579ce76a05455da2386839f09c1d33/c.html

2024年1月6日，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”正式上线运行，这标志着中国量子计算进入算力可用时代。作为国产量子计算领域的重大突破，“本源悟空”不仅在技术上实现了从“追赶者”到“领跑者”的转变，更在实际应用中展现出巨大潜力，特别是在新药研发领域。

2024年8月，蚌埠医科大学与本源量子计算科技（合肥）股份有限公司达成战略合作，共同研发国内首个量子分子对接应用。这一合作依托我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”，旨在加速小分子药物研发流程并提高药物设计效率。

小分子药物因其能够轻易穿透细胞膜，与靶点蛋白产生相互作用而发挥治疗效果，一直是药物研发的重要方向。然而，传统分子对接方法依赖于高性能计算机集群进行大量计算，耗时久且精度低。而量子计算技术因其强大的计算能力，能够解决传统小分子药物设计中存在的算力瓶颈问题，可以显著提高分子对接的速度和准确性，从而开辟一条更高效、更精准的药物筛选新路径。

在药物设计领域，本源量子研发团队已成功开发一系列基于“本源悟空”的药物设计真机应用。这些应用能够有效预测药物分子的性质、药物间的相互作用等，为药物研发提供了强大的算力支持。

具体来说，量子计算在药物研发中的应用主要体现在以下几个方面：

1. 分子模拟与预测：量子计算机能够精确模拟分子的量子行为，优化药物设计并预测其活性。通过求解薛定谔方程，它可提供电子态分布、能级和反应路径等信息，帮助深入理解药物-靶标相互作用。

2. 化合物筛选：利用量子算法处理大量数据，快速识别潜在有效化合物，降低研发成本并加速新药发现进程。

3. 药物结构优化：量子优化算法可在广阔的空间中高效探索最优药物分子结构，提升研发效率并减少实验时间及成本。

4. 个性化医疗：通过模拟个体分子反应，量子计算可预测药物对特定患者的疗效和副作用，推动精准医疗的发展。

在全球范围内，量子计算与药物研发的结合已成为重要趋势。例如，制药巨头勃林格殷格翰与谷歌在2021年达成合作，共同专注于研究与实现药物研发领域量子计算的前沿应用案例。生物制药巨头诺和诺德也宣布投资2亿美元开发量子计算机，专门用于新药研发。

而在中国，以“本源悟空”为代表的国产量子计算机正在加速这一进程。据统计，目前“本源悟空”已为来自全球139个国家逾1800万用户完成超32万个量子计算任务。在生物医药领域，除了与蚌埠医科大学的合作外，本源量子还开发了分子对接预测应用、药物毒性预测应用、药物相互作用预测应用等多款基于真实量子计算芯片的应用。

尽管量子计算在药物研发中的应用仍处于早期阶段，但其展现出的巨大潜力已引起广泛关注。根据德国维藤/黑尔德克大学的研究，在2009年以来发表的至少包括一个量子计算关键词的约3250篇论文中，有42篇经同行评审的论文涉及量子计算与药物发现和开发。

随着量子硬件的进步和算法的成熟，预计量子计算将在药物研发领域扮演越来越重要的角色。这不仅将显著缩短研发周期、降低成本，更重要的是，它将为人类健康带来新的希望和机遇。

正如安徽省量子计算工程研究中心副主任窦猛汉所说：“这是国内首个量子分子对接应用探索，将利用量子算法来高效满足分子对接过程中的各种需求，帮助研究人员深入了解药物与蛋白质相互作用机制，并指导进一步的结构改造。这将为后续小分子药物的设计打下坚实基础，加速创新药物的研发进程，进而推动生命科学领域的进步。”