药物研发领域正迎来颠覆性变革。在传统模式中,新药从实验室到临床平均耗时10年、耗资数十亿美元,而量子计算与人工智能的深度融合,正在重塑这一流程。最新研究显示,通过量子计算与AI的协同作用,药物发现效率已实现170倍跃升,为攻克“不可成药”靶点带来曙光。
技术突破:量子计算破解分子设计的“不可能三角” 传统药物研发面临“效率、成本、成功率”的三角困境。量子计算通过其并行处理能力,可同时计算海量分子的量子力学特性,大幅缩短分子筛选时间。例如,英矽智能与多伦多大学团队开发的量子-经典混合模型,将量子变分生成模型(QCBM)与经典机器学习算法(LSTM)结合,通过训练110万分子数据集,在短短7周内生成了100万种候选分子,效率较传统方法提升170倍。
这一突破的关键在于量子计算对复杂化学空间的探索能力。例如,富士通与Polaris的合作项目中,量子启发的数字退火器结合机器学习,将登革热药物开发周期从24个月压缩至8个月,筛选速度提升万倍。这种“量子计算+AI”的协同模式,既发挥了量子计算处理复杂问题的能力,又利用AI的生成与筛选能力,实现优势互补。
应用落地:靶向KRAS等“不可成药”靶点取得突破 KRAS蛋白作为癌症治疗中的“硬骨头”,其表面光滑缺乏药物结合位点,被称为“不可成药”靶点。英矽智能团队通过量子-经典混合框架,成功设计出新型KRAS抑制剂,其中化合物ISM061-018-2展现出对多突变型KRAS的抑制活性,为癌症治疗开辟新路径。这一成果标志着量子计算在攻克“不可成药”靶点方面的可行性。
与此同时,全球药企加速布局。云南白药与华为合作探索AI药物设计,复星医药携手英矽智能推进靶点研发,深势科技、晶泰科技等企业亦通过量子计算与AI融合,在中枢神经、自身免疫疾病等领域展开攻坚。资本层面,英矽智能于近期完成超亿美元融资,印证了产业对这一技术的高度期待。
挑战与未来:量子计算规模化应用仍需跨越硬件鸿沟 尽管成果显著,当前量子计算仍面临硬件稳定性、算法优化等挑战。多伦多大学教授Alán Aspuru-Guzik坦言:“尚未实现量子霸权,但随着硬件进步,算法优势将逐步显现。”未来,随着量子计算机算力提升(如IBM计划于2025年推出百万量子比特系统)、量子算法与AI生成模型的迭代,这一技术有望实现从“原理验证”到“规模化应用”的跨越。
长远来看,量子计算与AI的融合将重塑药物研发全流程:从靶点识别、分子设计到临床试验预测,实现端到端的智能化。据麦肯锡预测,到2030年,量子计算可为医药行业节省数百亿美元研发成本,并推动数十种新药上市。这场技术革命,正为人类对抗癌症、传染病等重大疾病带来前所未有的希望。
核心要点提炼:
1.
效率跃升:量子计算+AI使药物发现效率提升170倍,缩短研发周期
2.
靶点突破:成功设计靶向KRAS等“不可成药”靶点的新分子
3.
产业布局:全球药企加速量子计算与AI融合,资本密集投入
4.
未来展望:量子硬件进步将释放更大潜力,重塑药物研发范式