量子计算机+超算：蛋白质模拟突破，新药研发加速

管理员 2026-05-07 文末可点击分享

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量子计算机具前景应用方向之一为模拟蛋白质以助新药研发，然而当下这类设备误差率偏高。依据英国《新科学家》杂志网站所报内容，两台量子计算机同两台超级计算机协作作战，模拟了一个含有12635个原子的分子并明确其性质，打破了截至目前用量子硬件模拟的最大分子纪录。这对于量子计算机模拟蛋白质来说非常重要。这对于混合量子超级计算机模拟来说非常重要。这对于蛋白质配体复合物量子模拟来说非常重要。

混合计算模式的提出与实施

要搞明白药物分子的作用原理以及行为表现，就得精确锁定其电子的量子状态还有能量，这从本质上来说是一个量子力学方面的问题，传统计算机通常只能给出近似的解答。为了攻克这一艰难关卡，美国克利夫兰诊所、IBM公司以及日本理化学研究所那些研究人员提出了量子计算机与传统超级计算机联合起来的混合办法，并且用这种办法模拟了两个之前从未有过的大分子，其中有一个分子的规模相较于此前用量子计算机模拟的最大分子大了大概40倍。

量子计算机+超算：蛋白质模拟突破，新药研发加速(图2)

团队启用了两台IBM“苍鹭”量子计算机，还启用了两台超级计算机“富岳”和“雅比 - G”，挑选了两种在生物医学领域研究深入且应用广泛的“蛋白质 - 配体复合物”来开展模拟。当下，仅依靠量子计算机实用性是受限的，一方面是量子比特数偏少对计算能力形成了制约，另一方面是极其容易出现错误。所以，团队把分子模拟工作分成了四份，让量子计算机去计算分子某些片段的特定性质，之后把结果交给超级计算机，整个运算在两类机器之间来回持续了100多个小时。

混合方案的优势与挑战

首先，研究人员宣称，那套混合方案的运算速率比单纯的传统计算机方案更出色，接着，此次模拟精确地测度出了分子的最低能量，其精度能够和部分主流传统算法相比较，虽然尚未获取绝对的领先地位，在量子计算机达成完全容错以前，这种混合运算模式值得大力去推广，有希望提前释放量子计算机的实用价值，然而，能不能由数学方面严格地证实混合方法在特定场景下总是能超越传统方法，也就是拥有所谓的量子优势，依旧是一个有待解决的问题。