量子计算赋能 突破新冠病毒检测痛点

量子计算可以打破新冠状病毒检测的难题

该消息来自安徽合肥高新区。园区内的企业,HanhaiBoxing与Quantum结合使用量子计算平台,共同开发了一系列专门识别病毒的胶体金试剂盒-新的冠状病毒(COVID-19)抗原免疫测定试剂盒,抗原和抗体混合检测套件和其他产品。该系列产品可有效辅助核酸检测,克服了周期长,操作复杂 ,对检查部位和人员要求高的痛苦;有效地解决了血清抗体检测的延迟检测时间和一些免疫缺陷人员的痛点。而且 ,目前,该系列套件已获得欧盟CE认证  ,并进入了中国商务部的出口白名单 。

快速模拟病毒结构的量子算法

“量子计算是一种新型的计算模式,它调节量子信息单元以根据量子力学定律进行计算。就计算效率而言 ,由于量子力学的叠加,一些当前已知的量子算法在速度上要快得多。比传统的通用计算机处理问题 。”本源量子公司和中国科学技术大学的首席科学家郭国平教授告诉《科学技术日报》,在生物技术领域 ,量子计算可以极大地扩展人们模拟分子结构和性质的能力。通过大规模分析和机器学习 ,量子计算可以更好地帮助人们阐明基因表达并探索特定突变的奥秘。

“量子计算时代将至 。通过量子应用系统探索量子计算的特定应用场景已成为该行业的发展趋势 。”郭国平说,新药开发是现代先进计算平台最重要的应用领域之一。据统计,目前市场上80%以上的新药研发都是在超级计算平台的帮助下完成的 。今年 ,加拿大的D-WaveSystems为冠状病毒研究人员提供了免费使用混合量子计算平台的机会。

去年9月 ,全球首个量子计算机应用软件ChemiQ(原始的量子化学应用系统)正式亮相,成为我国首个用于量子化学和药物研发的算法应用。

“在开发有效药物的过程中,化学家还可以使用量子计算机的快速数据处理能力来评估分子,蛋白质和化学物质之间的相互作用,以检查药物是否会改善某些问题或治愈疾病。”郭国平告诉记者 ,QuantumChemiQ化学应用系统可用于模拟不同键长下化学分子的能量 ,为量子计算在化学领域的应用提供基础,帮助相关人员探索量子计算的应用 ,以及促进生物技术的发展。“我们开发的量子计算算法可模拟病毒结构并对药物靶标进行分类 ,优化组合和筛选等。”郭国平说 。

将来可以在几天内开发出新的疫苗或药物

去年9月11日 ,HanhaiBoxing加入了最初的量子计算行业联盟OQIA,共同推动在生物大分子重组和蛋白质定向进化领域的量子计算的研究与开发。

在量子算法程序软件包的帮助下,联合研究小组对新型冠状病毒进行了化学分析 。子结构的量子模拟和动态演化。通过共同研究,他们不仅开发了许多高度特异性,高亲和力的抗新冠状病毒S和N蛋白,完全人类抗体 ,纳米羊驼抗体和兔抗体,而且还基于量子化学算法执行了抗体亲和力修饰,通过位阻修饰等方式实现抗体的优化,并基于结构模拟 ,实验重新验证等,实现多种菌株之间的有效匹配。借助量子计算,他们可以为全世界提供更快 ,更准确 ,更早和更方便的检测工具来对抗新型冠状病毒。

“现在 ,使用新技术绘制新冠状病毒的外部'穗'蛋白只需12天。花费了4年的时间对HIV(HIV)进行了类似的结构分析。”郭国平告诉记者,目前 ,当前药物开发过程中的主要问题高度依赖经验 。

“分子在制造后需要进行测试 ,它们无法准确预测其作用,也可能无法预测未来的并发症。这大大降低了药物研发领域的成本效益比。”郭国平说 ,如果人类拥有无限的计算能力,则只需扫描这些数据库,然后计算每个分子是否可用于治疗新的冠状病毒或开发疫苗。“我们只需要将这些分子输入到模拟环境中,然后在化学空间中进行筛选以找到解决问题的方法。”

“生产能够模拟蛋白质大小的分子并且足够大的量子计算机可能需要数十年的时间,但是当这种计算机出现时,这将意味着制药和化学工业运作方式的根本改变 。”郭国平说。也许,随着未来新流行病的出现,科学家可以在几天之内识别并开发出潜在的疫苗或药物 。

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