近日,一项突破性的科研成果在国际科技界引起了轰动。本源量子携手中国科学技术大学及合肥综合性国家科学中心人工智能研究院,共同研发出全球首个运用量子边编码技术的药物分子性质预测应用,并在我国自主研发的第三代超导量子计算机“本源悟空”上成功进行了实际验证。
在药物研发的漫长旅程中,准确预测分子性质一直是加速筛选候选药物的核心难题。传统图神经网络方法将药物分子视为由“点”(原子)和“边”(化学键)构成的“图”结构。尽管现有的量子算法在提升对“点”的处理能力上取得了进展,但对于“边”的处理却束手无策,这好比拼图缺少了至关重要的一块,无法全面揭示分子的真实特性。
为了填补这一空白,研究团队创新性地设计出量子嵌入图神经网络架构,巧妙融合了全球首创的量子边编码技术和量子节点嵌入模式。这一架构首次在量子层面上实现了原子与化学键的同步处理,极大地提高了对分子行为的预测精度,为药物研发开辟了前所未有的高效路径。目前,基于该技术的药物毒性预测应用已在“本源量子计算云平台”上线,供科研人员使用。
“如果说传统的图神经网络方法是远距离观察的‘望远镜’,那么融入了量子边编码技术的量子嵌入图神经网络架构则是一台精密的‘显微镜’。” “本源悟空”软件研制团队的负责人窦猛汉形象地比喻道,“它不仅能让我们清晰地看到原子的位置,更能精准捕捉到化学键之间的微妙相互作用,使药物研发步入了‘精准设计’的新时代。”
据窦猛汉介绍,这一技术的突破显著提升了关键药物性质的预测准确率。例如,在HIV抗病毒药物的筛选中,准确率从73%大幅提升至97%;在阿尔茨海默病药物的预测中,准确率也从64%提高到了70%。这些成果无疑为新药研发带来了革命性的变化。
安徽省量子计算工程研究中心主任郭国平教授表示:“量子嵌入图神经网络架构在‘本源悟空’上的成功运行验证,标志着我国在实用化量子计算领域迈出了坚实的一步。这不仅是对我国量子计算技术自主创新能力的一次有力证明,更为全球药物研发领域带来了前所未有的希望。”