Новая программная платформа EXESS, разработанная QDX, значительно ускоряет квантово-химическое моделирование, что может революционизировать разработку лекарств и материаловедение. На протяжении многих лет точное моделирование сложных химических взаимодействий было вычислительно невыполнимым — часто занимало больше времени, чем физический синтез и тестирование соединений. EXESS меняет ситуацию, выполняя более квинтиллиона вычислений в секунду, что делает ранее непрактичные симуляции рутинными.
Узкое место в химических исследованиях
Квантовая химия имеет решающее значение для понимания поведения молекул, особенно в дизайне лекарств (прогнозирование того, как лекарства связываются с мишенями) и материаловедении (оптимизация свойств материалов). Основная проблема заключалась в масштабируемости. Вычислительная мощность, необходимая для работы, растет экспоненциально с размером молекулы; белок с тысячами атомов может потребовать месяцы процессорного времени при использовании традиционных методов. Это узкое место вынуждало исследователей выбирать между теоретическими прогнозами и реальными экспериментами, часто отдавая предпочтение последним, несмотря на их дороговизну и неэффективность.
Как EXESS преодолевает барьер
EXESS не полагается на квантовые компьютеры — он работает на стандартном оборудовании. Вместо этого QDX оптимизировал программное обеспечение по многочисленным компонентам, что привело к увеличению скорости в 3000–4000 раз по сравнению с существующими инструментами. Ключ заключается в параллелизации: разбиении больших задач на более мелкие, параллельные вычисления.
«Девять поваров не могут приготовить рецепт в девять раз быстрее». — Лун Ван, генеральный директор QDX
Для этого команда использовала такие методы, как фрагментация молекул, разбивая сложные молекулы на управляемые части, вычисляя их одновременно, а затем собирая результаты. Такой подход сокращает время, которое раньше занимало месяцы, примерно до 12 минут.
Применение и доступность
В настоящее время QDX уделяет первоочередное внимание открытию лекарств: оптимизации взаимодействия лекарства с организмом и пониманию механизмов лекарственной устойчивости. Однако EXESS становится доступным для утвержденных исследовательских проектов, а ограниченная версия также доступна для публичного доступа.
Цель компании заключается не только в решении конкретных проблем, но и в раскрытии более широкого научного потенциала. Они активно поощряют исследователей изучать приложения, выходящие за рамки их непосредственного внимания, надеясь открыть новое использование ускоренной квантовой химии.
Возможность быстрого выполнения сложных молекулярных симуляций представляет собой значительный скачок вперед. Устраняя вычислительные барьеры, EXESS обещает ускорить инновации в областях, где критически важно точное молекулярное понимание, что может привести к более быстрой разработке новых лекарств и передовых материалов.
