Eine neue Software-Engine, EXESS, entwickelt von QDX, beschleunigt Simulationen der Quantenchemie erheblich und revolutioniert möglicherweise die Arzneimittelentwicklung und Materialwissenschaft. Die genaue Modellierung komplexer chemischer Wechselwirkungen war jahrelang rechnerisch unerschwinglich – oft langsamer als die physikalische Synthese und Prüfung von Verbindungen. EXESS ändert dies, indem es über eine Trillion Berechnungen pro Sekunde durchführt und so bisher unpraktische Simulationen zur Routine macht.
Der Engpass in der chemischen Forschung
Die Quantenchemie ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis des Verhaltens von Molekülen, insbesondere im Arzneimitteldesign (Vorhersage, wie Arzneimittel an Ziele binden) und in der Materialwissenschaft (Optimierung von Materialeigenschaften). Das Kernproblem war die Skalierbarkeit. Die benötigte Rechenleistung wächst exponentiell mit der Größe des Moleküls; Ein Protein mit Tausenden von Atomen könnte mit herkömmlichen Methoden monatelange Verarbeitungszeit erfordern. Dieser Engpass zwang Forscher dazu, sich zwischen theoretischen Vorhersagen und realen Experimenten zu entscheiden, wobei sie trotz ihrer Kosten und Ineffizienz oft letztere bevorzugten.
Wie EXESS die Barriere durchbricht
EXESS ist nicht auf Quantencomputer angewiesen, sondern läuft auf Standardhardware. Stattdessen optimierte QDX die Software selbst über zahlreiche Komponenten hinweg, was zu einer 3.000- bis 4.000-fachen Geschwindigkeitssteigerung gegenüber bestehenden Tools führte. Der Schlüssel liegt in der Parallelisierung: der Zerlegung großer Probleme in kleinere, gleichzeitige Berechnungen.
„Neun Köche können nicht in einem Neuntel der Zeit ein Rezept zubereiten.“ — Loong Wang, CEO von QDX
Um dies zu erreichen, nutzte das Team Techniken wie die molekulare Fragmentierung, bei der komplexe Moleküle in handhabbare Teile gespalten, gleichzeitig berechnet und die Ergebnisse anschließend wieder zusammengesetzt wurden. Dieser Ansatz verkürzt die Zeit, die mehrere Monate dauern würde, auf etwa 12 Minuten.
Anwendungen und Barrierefreiheit
Derzeit konzentriert sich QDX auf die Arzneimittelforschung: die Optimierung der Arzneimittel-Körper-Interaktionen und das Verständnis von Arzneimittelresistenzmechanismen. Allerdings wird EXESS für genehmigte Forschungsprojekte zur Verfügung gestellt, wobei eine eingeschränkte Version auch der Öffentlichkeit zugänglich ist.
Das Ziel des Unternehmens besteht nicht nur darin, spezifische Probleme zu lösen, sondern ein breiteres wissenschaftliches Potenzial zu erschließen. Sie ermutigen Forscher aktiv, Anwendungen zu erforschen, die über ihren unmittelbaren Fokus hinausgehen, in der Hoffnung, neue Einsatzmöglichkeiten für die beschleunigte Quantenchemie zu entdecken.
Die Fähigkeit, komplexe molekulare Simulationen schnell durchzuführen, stellt einen großen Fortschritt dar. Durch die Beseitigung der Rechenbarrieren verspricht EXESS, Innovationen in Bereichen zu beschleunigen, in denen ein präzises molekulares Verständnis von entscheidender Bedeutung ist, was möglicherweise zu einer schnelleren Entwicklung neuer Medikamente und fortschrittlicher Materialien führt.
