By 肯纳休斯 - 卡斯尔伯里 06 年 2022 月 XNUMX 日发布
拥有超过 $ 1.42 万亿 在整个美国的收入中，制药行业为量子计算公司提供了许多有利可图的机会。 因为药物设计和新材料的创造是在一个 分子尺度，所讨论的主题本质上变成了量子系统。 这使得量子计算机更容易分析和模拟这些材料，因为计算机也是量子系统。 虽然经典计算已经（通常与机器学习相结合）应用于药物模拟，但量子计算不仅可以简化发现过程，还可以创建一个 范式转变 对于整个制药行业。
Riverlane 量子科学经理 Nicole Holzmann 博士讨论了量子计算在制药行业中的作用。 （电脑河道）
“研发是如此重要，以至于制药公司将其销售额的 15% 全部用于研发，”一位解释道。 2021 麦肯锡公司文章。 量子计算可以通过使用模拟来显着降低这些成本 硅片 临床试验。 在这里，参与者和不同的药物治疗将被模拟，允许量子计算机以更便宜和更有效的方式测试药物协议并优化解决方案。 其他量子模拟着眼于蛋白质之间的分子相互作用，以预测药物的作用。 最近的 研究 来自量子计算公司 河岸 使用嵌入技术创建特殊算法来研究酶氢化酶和光敏剂分子替莫泊芬。 “我们想找到一种方法，在量子计算机上的蛋白质环境中计算药物的活性部分，”Riverlane 的量子科学经理，博士解释说。 妮可霍尔兹曼. “但这很难做到，因为系统非常大。 所以这就是为什么我们需要找到一种方法来分离蛋白质的活性部分，并在量子计算机上计算这一点。”
经典计算已经通过创建药物模拟 CADD （计算机辅助药物发现）。 借助 CADD，研究人员可以使用机器学习来创建分子相互作用的模拟。 然而，CADD 确实有其局限性，因为它会查看所有数据，甚至是可能的“死胡同”分子。 这种限制可能会给制药行业造成瓶颈，因为它限制了可以研究的分子。 使用量子计算机，可以简化和加快此过程，从而加快发现过程。 由于实际的药物试验不会被药物模拟所取代，这些计算机模拟可以帮助以更具成本效益的方式确定潜在的治疗方案。 “如果你看看药物设计周期，设计一种药物需要很多很多年，比如 12 年，”Holzmann 说。 “它非常非常昂贵。 你可能从数百万个分子开始，最后，如果你有几个潜在的候选者，你会很高兴。 在那个漫长的过程中，有很多实验步骤。” 量子计算可能不仅有助于显着减少这一过程，而且还可能导致制药行业发生潜在的范式转变。 有了更多的计算能力，量子计算机还可以扩展模拟分子系统的类型，包括抗体甚至整个肽。
制药行业量子计算的时间表
虽然量子计算机提供了这么多好处，但要完全应用它们可能还需要一段时间。 这种滞后的原因之一是缺乏用例。 虽然像 Riverlane 这样的公司正在试验可能的用例（例如他们与 Astex 制药公司 和 Rigetti计算)，开发足够的用例来利用量子计算需要一些时间。 这个时间延迟的另一个主要原因是硬件开发。 当前应用于新材料或药物发现的量子计算机被认为是 NISQ （嘈杂的中级量子），它们仍然包含错误和其他问题。 麦肯锡公司相信无差错的量子计算机将在未来可用 2030，并将在医药行业掀起波澜。 公司喜欢 量子光辉 希望使用独特的硬件，如金刚石量子加速器，来克服这些硬件挑战。 Riverlane 同样在努力解决这些问题。 “这是 Riverlane 投入大量精力纠正这些机器上发生的错误的另一个领域，”Holzmann 补充道。 “所以，我们有很多用于计算的量子位，在计算过程中，其中一些会损坏。 它只是发生了，它总是会发生，即使我们有更好的机器。 为了使这种计算有用，我们需要校准这些误差。”
其他量子公司如 量子 已经在推进尝试缩短时间表。 最近，Quantinuum 发布了 在Quanto，一款专门为化学家设计的量子计算化学软件，用于在量子计算机上使用多种量子算法。 Quantinuum 的 Moor Insights and Strategy 首席执行官兼首席分析师 Patrick Moorhead 解释说：“量子计算为快速且经济高效地开发新分子和材料提供了一条途径，可以为我们面临的一些最大挑战提供新的答案。” 新闻稿. 尽管 InQuanto 是此类平台中的第一个，但它肯定不会是最后一个，因为其他量子公司希望通过与各种制药公司合作，在底层利用其计算能力。 随着越来越多的合作伙伴关系接踵而至，制药行业可能会被量子计算的力量永远改变。
Kenna Hughes-Castleberry 是 Inside Quantum Technology 的特约撰稿人和 JILA（科罗拉多大学博尔德分校与 NIST 的合作机构）的科学传播者。 她的写作节奏包括深度技术、元宇宙和量子技术。
