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藥物研發裝上“量子顯微鏡”

2025年08月11日08:52 | 來源:科技日報222
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科技日報訊 (記者吳長鋒 洪敬譜)8月8日,記者從安徽省量子計算工程研究中心獲悉,本源量子計算科技(合肥)股份有限公司聯合中國科學技術大學、合肥綜合性國家科學中心人工智能研究院,成功實現全球首個基於量子邊編碼技術的藥物分子性質預測應用,並在我國自主超導量子計算機“本源悟空”上完成真機驗証。這項技術如同給藥物研發裝上“量子顯微鏡”。相關研究成果發表在《化學信息與建模雜志》上。

在藥物研發中,精准預測分子性質是快速篩選候選藥物的關鍵。圖神經網絡就像是用畫圖的辦法來研究藥物分子,即把分子裡的原子當成一個個“小點”、連接原子的化學鍵當成“線條”。現有的量子算法雖能提升處理“小點”的能力,卻不知如何處理“線條”。這就好比一幅拼圖少了關鍵模塊,始終無法完整展現分子真正的特性。

此次研究團隊創新設計的量子嵌入圖神經網絡架構,融入全球首創量子邊編碼技術和量子節點嵌入模式,首次在量子層面實現原子與化學鍵的同步處理。這一創新大幅提升了對分子行為的預測精度,從而顯著提升藥物發現效率。目前,基於該項技術的藥物毒性預測真機應用已上線“本源量子計算雲平台”。

“如果說傳統圖神經網絡方法是‘望遠鏡’,那麼融入全球首創量子邊編碼技術的量子嵌入圖神經網絡架構就是‘顯微鏡’。它不僅能看清原子位置,更能清晰捕捉到化學鍵的相互作用,讓藥物研發邁向‘精准設計’。”“本源悟空”軟件研制團隊負責人竇猛漢介紹,“這一技術顯著提升了關鍵藥物性質預測准確率:HIV抗病毒藥物篩選准確率從73%躍升至97%,阿爾茨海默病藥物預測准確率從64%提升至70%。”

(責編:楊曦、陳鍵)
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