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量子技術(shù)助理藥物研發(fā) 探尋“點(diǎn)和線”的奧秘
2025年08月11日 10:53:15
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：1607
本源量子團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥綜合性國家科學(xué)中心人工智能研究院，基于量子邊編碼技術(shù)，提出新的藥物分子性質(zhì)預(yù)測(cè)應(yīng)用，并在“本源悟空”上完成真機(jī)驗(yàn)證。
“本源悟空”是中國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，搭載72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”，實(shí)現(xiàn)了從芯片到操作系統(tǒng)的全鏈條自主可控。自上線以來“本源悟空”已為全球145個(gè)國家和地區(qū)的用戶完成超53萬個(gè)量子計(jì)算任務(wù)，覆蓋流體動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)、材料科學(xué)等基礎(chǔ)科研領(lǐng)域。這些成績也充分證明我國在量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”，甚至部分領(lǐng)域“領(lǐng)跑”的跨越。而就在近日，借助“本源悟空”，我國在藥物研發(fā)方面又實(shí)現(xiàn)了新的突破。
據(jù)悉，本源量子團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥綜合性國家科學(xué)中心人工智能研究院，基于量子邊編碼技術(shù)，提出新的藥物分子性質(zhì)預(yù)測(cè)應(yīng)用，并在“本源悟空”上完成真機(jī)驗(yàn)證。量子邊編碼技術(shù)是一種基于量子力學(xué)原理的分子信息編碼方法，其核心在于通過量子態(tài)的疊加與糾纏特性，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中的“關(guān)系型數(shù)據(jù)”進(jìn)行高效編碼與處理。
傳統(tǒng)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將分子視為由原子和化學(xué)鍵組成的圖結(jié)構(gòu)，這種“點(diǎn)和線”組成的結(jié)果影響了分子的性質(zhì)。而在藥物研發(fā)中，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)分子性質(zhì)是快速篩選候選藥物的關(guān)鍵。但過去的技術(shù)只能處理“點(diǎn)”(即原子)的信息，無法處理“線條”(即鍵)，因此無法完整的展現(xiàn)分子真正的特性。
而研究團(tuán)隊(duì)通過量子邊編碼技術(shù)和量子節(jié)點(diǎn)嵌入模式，成功在量子層面實(shí)現(xiàn)原子與化學(xué)鍵的同步處理。相當(dāng)于可以同時(shí)展現(xiàn)“點(diǎn)和線”的信息，這為分子行為的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)特工了巨大的幫助，有利于顯著提升藥物發(fā)現(xiàn)效率。
目前基于該項(xiàng)技術(shù)的藥物毒性預(yù)測(cè)真機(jī)應(yīng)用也已經(jīng)上線“本源量子計(jì)算云平臺(tái)”。而根據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這一技術(shù)顯著提升了關(guān)鍵藥物性質(zhì)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率，“HIV抗病毒藥物篩選準(zhǔn)確率從73%躍升至97%，阿爾茨海默病藥物預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率從64%提升至70%”。感興趣的讀者也可以去《化學(xué)信息與建模雜志》上查閱相關(guān)研究成果。
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