制药巨头罗氏公司(Roche)正在与量子计算初创公司剑桥量子计算公司(CQC)合作,寻求一种治疗疾病的新方式。

这项为期多年的合作将罗氏和CQC的专业知识相结合,大力推动量子计算在制药相关问题上的应用,加速业界向量子优势迈进。

此次合作是迄今为止,在量子计算领域最具实质性的研究成果之一。

 

1. 为什么这么做

英国当地时间1月28日,罗氏宣布将使用CQC的专门算法[2],模拟量子尺度的相互作用,研究治疗阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)和其他疾病的新疗法。

初创公司瞄准量子算法,助力制药巨头进行药物研发-量子客
图1|阿尔茨海默病(来源:Gates Notes)

量子计算机能够在最基本的层面上模拟现实,是快速搜寻新药物的理想工具。当然,前提是量子计算机能够正常工作。

 

2. 怎么做

CQC没有建造量子计算机,相反,它设计了量子算法。当在量子计算机上运行量子算法时,可以产生十分强大的洞察力。

同时,公司在量子化学领域发表了大量论文,且聘请了许多量子化学人才。去年12月,CQC还完成了4500万美元的融资(约合人民币2.9亿),投资者包括霍尼韦尔和IBM等。

CQC目前正在持续招聘,以推动其在制药行业的发展。而从其招聘情况来看[3],公司需要量子化学博士来担任工程职位。

罗氏将用CQC的EUMEN量子化学平台,来模拟量子尺度的相互作用,从而确定可以证明对治疗疾病有效的分子组合。

初创公司瞄准量子算法,助力制药巨头进行药物研发-量子客
图2|化学模拟(来源:罗氏)

EUMEN是CQC开发的一个软件包,通过量子计算来促进药物特种化学品农用化学品功能材料的设计

找到一种新药物的困难程度好比大海捞针,但量子计算机可以加速这个过程。不仅能为制药公司节省资金,也有望更快为患者提供新的治疗方案。

 

3. 先前背景

在此之前,罗氏曾与牛津大学的研究生合作进行分子模拟。而就在本月初,全球领先的研发驱动制药公司勃林格殷格翰(Boehringer-Ingelheim, BI)宣布与谷歌达成合作协议。

罗氏还成立了“罗氏合作伙伴(Roche Partnering)”部门,该部门旨在为罗氏面向硬件/软件资源公司建立可能的合伙关系,同时帮助合作公司深入了解应用程序、工作负载及量子算法和系统所需的主要驱动因素等。

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图3|罗氏公司(来源:罗氏)

去年的一次采访中,CQC的首席执行官Ilyas Khan表示,量子计算的影响将是深远的,尤其是在化学和材料科学领域。

Ilyas Khan补充说,多年来,量子计算为新疗法的发现带来了巨大希望,帮助人类与一些最具毁灭性和破坏性的疾病作斗争。

 

4. 问题点

虽然量子计算机功能强大,但仍然容易出错且不稳定,这限制了其实用价值。这就要求开发定制算法,以充分利用量子计算机系统。

归根结底,正如CQC的首席执行官Ilyas Khan所述,需要一个“量子系统”才能理解“量子系统”。

罗氏的全球区域负责人Mariëlle van de Pol表示[4],量子计算带来的可能性,将掀起制药业的波澜。其中,最有前途的应用之一就是模拟分子及其化学行为,这有助于使药物研发更快速、更精确。

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图4|(左) Mariëlle van de Pol(来源:罗氏)

也可以用于机器学习中的量子神经网络(QNN),从而解决类似蛋白质折叠(protein folding)这样的优化问题。

而在生物医学影像分析中,量子计算机可以帮助检测由疾病引起的拓扑变化。

Mariëlle van de Pol补充说,罗氏在2021年1月初时,就讨论了有关今年将会是量子药物研发的关键年份这一话题,且公司强调了量子算法和软件将会是今年合作的重点部分。

在这个量子计算的早期发展阶段,尽管量子硬件有一系列不同的体系结构、制备方法、相干时间等,但似乎还是有足够多的选择,且这些可供选择的硬件性能大致相当。

 

 

参考链接:

[1]https://www.axios.com/roche-quantum-computing-alzheimers-drug-discovery-1a2d249b-b6d6-4b77-bcd8-66608f52aa7b.html

[2]https://cambridgequantum.com/cambridge-quantum-to-develop-quantum-algorithms-with-roche-for-drug-discovery-development/

[3]https://jobs.eu.lever.co/cambridgequantum

[4]https://www.nextplatform.com/2021/01/28/pharma-giant-roche-partners-for-quantum-drug-discovery/

 

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|编  辑:王嘉雯      |审  校:丁 艳