Nowa platforma oprogramowania EXESS firmy QDX radykalnie przyspiesza symulacje chemii kwantowej, co może zrewolucjonizować odkrywanie leków i naukę o materiałach. Przez wiele lat dokładne symulowanie złożonych interakcji chemicznych było niewykonalne obliczeniowo — często trwało dłużej niż fizyczna synteza i testowanie związków. EXESS zmienia to, wykonując ponad kwintylion obliczeń na sekundę, dzięki czemu symulacje stały się rutyną, wcześniej niepraktyczne.
Wąskie gardło w badaniach chemicznych
Chemia kwantowa ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia zachowania cząsteczek, szczególnie w projektowaniu leków (przewidywanie, w jaki sposób leki wiążą się z celami) i materiałoznawstwie (optymalizacja właściwości materiałów). Głównym problemem była skalowalność. Moc obliczeniowa wymagana do działania rośnie wykładniczo wraz z rozmiarem cząsteczki; białko zawierające tysiące atomów może wymagać miesięcy pracy procesora przy użyciu tradycyjnych metod. To wąskie gardło zmusiło badaczy do wyboru między przewidywaniami teoretycznymi a rzeczywistymi eksperymentami, często preferując te drugie, pomimo ich wysokich kosztów i nieskuteczności.
Jak EXESS przełamuje barierę
EXESS nie opiera się na komputerach kwantowych – działa na standardowym sprzęcie. Zamiast tego firma QDX zoptymalizowała oprogramowanie pod kątem wielu komponentów, uzyskując od 3000 do 4000 razy większą prędkość niż istniejące narzędzia. Kluczem jest równoległość: rozbijanie dużych problemów na mniejsze, równoległe obliczenia.
„Dziewięciu kucharzy nie jest w stanie przygotować przepisu dziewięć razy szybciej.” — Long Wang, dyrektor generalny QDX
W tym celu zespół zastosował takie techniki, jak fragmentacja cząsteczek, rozbijanie złożonych cząsteczek na łatwiejsze do zarządzania części, jednoczesne ich obliczanie, a następnie zbieranie wyników. Takie podejście skraca czas, który wcześniej zajmował miesiące, do około 12 minut.
Zastosowanie i dostępność
Obecnie QDX koncentruje się na odkrywaniu leków: optymalizacji interakcji leku z organizmem i zrozumieniu mechanizmów oporności na leki. Jednakże EXESS jest udostępniany zatwierdzonym projektom badawczym, a publicznie udostępniana jest również jego ograniczona wersja.
Celem firmy jest nie tylko rozwiązanie konkretnych problemów, ale także uwolnienie szerszego potencjału naukowego. Aktywnie zachęcają badaczy do odkrywania zastosowań wykraczających poza ich bezpośrednie zainteresowania, mając nadzieję na odkrycie nowych zastosowań przyspieszonej chemii kwantowej.
Możliwość szybkiego przeprowadzania złożonych symulacji molekularnych stanowi znaczący krok naprzód. Usuwając bariery obliczeniowe, EXESS obiecuje przyspieszyć innowacje w obszarach, w których dokładne zrozumienie molekularne ma kluczowe znaczenie, co może prowadzić do szybszego opracowania nowych leków i zaawansowanych materiałów.
