最强计算组合刷新大分子模拟纪录
发布时间: 2026-05-07 12:16:24
这台IBM量子计算机是用于此次模拟破纪录大分子的两台量子计算机之一。图片来源：英国《新科学家》杂志网站
科技日报北京5月6日电（记者刘霞）量子计算机最具前景的应用方向之一，就是模拟蛋白质，助力新药研发。但眼下这类设备误差率仍然偏高。据英国《新科学家》杂志网站5日报道，两台量子计算机与两台超级计算机协同作战，模拟了一个包含12635个原子的分子并确定了其性质，一举打破了迄今用量子硬件模拟的最大分子纪录。
要弄清药物分子的作用机制和行为，就必须精准锁定其电子的量子态与能量，这本质上是个量子力学问题，传统计算机往往只能给出近似解。
为攻克这一难关，美国克利夫兰诊所、IBM公司和日本理化学研究所研究人员将目光投向了量子计算机。他们提出了一种量子计算机与传统超级计算机联手的混合方法，并以此模拟了两个前所未有的大分子，其中一个的规模，比此前用量子计算机模拟的最大分子大了约40倍。
团队动用了两台IBM“苍鹭”量子计算机，以及两台超级计算机“富岳”和“雅比-G”。他们选取了两种蛋白质与小分子的组合，即“蛋白质-配体复合物”，这两种复合物在生物医学领域已有深入研究，应用也相当广泛。
目前，单靠量子计算机本身，实用性仍然有限。一方面，量子比特数偏少，制约了计算能力；另一方面，它们极易出错。于是，团队把分子模拟的工作一分为四，仅用量子计算机计算分子某些片段的特定性质，再将结果交付超级计算机，整个计算在两类机器之间来来回回，持续了100多个小时。
研究人员表示，这套混合方案的运算速度优于纯传统计算机方案。此次模拟还精准测算出了分子的最低能量，其精度已可与部分主流传统算法相媲美，尽管尚未取得绝对领先优势。在量子计算机实现完全容错之前，这类混合运算模式值得大力推广，有望提早释放量子计算机的实用价值。然而，能否从数学上严格证明混合方法在特定场景下总能超越传统方法，即具备所谓的量子优势，仍是一个悬而未决的问题。
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