IBM在量子计算机上模拟出史上最大蛋白质

克利夫兰诊所、理化学研究所（RIKEN）和IBM的科学家于周一宣布，他们借助量子计算机与两台世界顶级经典超级计算机的协同运算，成功模拟了多达12,635个原子的蛋白质复合物——这是迄今为止利用量子硬件建模的最大生物意义分子。

该团队通过一种名为"量子中心化超算"的框架模拟了消化酶胰蛋白酶。该框架将计算任务在量子与经典计算机之间进行合理分配：IBM部署于俄亥俄州克利夫兰诊所和日本理化学研究所的156量子比特Quantum Heron处理器负责计算分子片段的量子力学行为，而理化学研究所的富岳（Fugaku）超级计算机以及由东京大学和筑波大学联合运营的Miyabi-G超级计算机则将计算结果整合，还原出完整的分子结构。

规模扩大40倍的重大飞跃

这一里程碑标志着研究进程的急剧加速。就在六个月前，同一团队所能模拟的分子规模还不及现在的四十分之一。与此同时，工作流程中关键步骤的精度在同期提升了多达210倍。此次模拟在计算的特定环节中使用了多达94个量子比特，执行近6,000次量子操作，量子处理器共运行了超过9,200个量子线路，并收集了13亿条测量结果。

实现这一规模突破的算法创新名为EWF-TrimSQD——它通过将蛋白质-配体复合物拆分为适合量子处理的片段来降低计算开销，再由经典计算机完成最终的整合处理。quantumzeitgeist

"多年来，量子计算一直停留在愿景层面。如今，量子计算机正在产出对科学真正有意义的成果。"IBM研究院院长Jay Gambetta如是说。quantumzeitgeist

对药物研发的影响

这项研究攻克了制药开发中的核心难题：预测候选药物与蛋白质的结合方式。克利夫兰诊所计算生命科学部研究员、论文第一作者肯尼斯·默兹表示，这项工作"大幅拓展了量子计算所能实现的生物学意义分子模拟规模，并建立了一套将这些方法应用于更大规模科学相关问题的框架"。

《金融时报》将这一成果报道为量子计算迈向现实应用的最新信号，标志着该技术在理解蛋白质行为方面正逐步走向实用。研究团队表示，下一步计划模拟更大、更复杂的分子体系，以进一步完善药物研发流程。