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与IBM达成合作,这家量子药物发现公司有何魅力?

光子盒研究院 光子盒 2023-03-04

光子盒研究院出品


11月16日,总部位于芬兰赫尔辛基的量子计算初创公司Algorithmiq宣布,已经与IBM达成合作,以推进其对试图解决生命科学中复杂问题的量子算法的探索[1]。


01
致力于药物开发,提高NISQ时代量子硬件性能

此次合作汇集了IBM世界领先的硬件、软件和量子应用专业知识与Algorithmiq的尖端算法开发人员,以探索大幅减少药物发现和开发时间和成本的方法;这项工作还将为Qiskit(一种用于量子计算机的开源SDK)产生的成果做出贡献,以促进和发展这个新生的生态系统。作为合作的一部分,Algorithmiq将成为IBM Quantum Network的一部分。

IBM的研究人员正在与Algorithmiq合作,以解决如何克服当今NISQ量子硬件中的主要瓶颈,例如大型量子化学模拟的速度、准确性和规模有限。Algorithmiq的新颖测量技术已证明可以大大减少混合量子经典算法的运行时间;此外,Algorithmiq用于减少错误的后处理策略已显示可显著提高量子化学模拟的准确性。

因此,二者的合作有望产生预期结果,提高量子算法在近期量子技术上的性能。

Algorithmiq由该领域的世界领先学者团队创立,专注于利用量子计算的力量,以便可以探索新药并最终将其推向市场,并且具有成本效益,从而实现精准医疗。平均而言,目前一种新药上市需要大约10年时间和10亿美元。据估计,Algorithmiq的进步将缩短新的、更有效、危害更小的药物的上市时间。Algorithmiq希望,利用量子计算的力量结合复杂系统方法来开发药物,预防和治疗疾病。

Sabrina Maniscalco
赫尔辛基大学量子信息与逻辑教授,也是芬兰阿尔托大学的兼职教授、芬兰量子技术卓越中心的副主任。
2022年5月,Maniscalco在白宫代表芬兰的量子国家战略,是芬兰量子领域的国宝级人物。

Algorithmiq首席执行官兼联合创始人Sabrina Maniscalco表示:“我们很高兴与IBM合作,因为我们希望将我们世界领先的量子算法与IBM一流的硬件和量子化学专业知识相结合,以充分发挥IBM的量子化学模拟技术潜力。量子计算是彻底改变药物发现和开发过程的关键。在追求这一使命的过程中,我们非常高兴能与科技行业的巨头合作,将自己置于创新的前沿,并在竞争中证明有用的量子优势。”

IBM Research量子模拟高级算法全球负责人Ivano Tavernelli表示:“IBM认为,量子化学等领域的量子优势在这十年内得到证明是可能的。因此,我们很高兴与Algorithmiq合作推动行业向前发展,并且我们对他们迄今为止在提高近期量子算法性能方面取得的有希望的成果印象深刻,并相信该公司的工作对于开辟一条通过近期量子算法展示量子优势的道路至关重要。”

02
对话Maniscalco:创办全球首家量子生物技术公司

最近Sabrina Maniscalco在接受采访时[2],谈到了Algorithmiq将如何通过量子软件改变生命科学和药物发现领域。

问:作为一家公司,Algorithmiq有哪些目标?


Maniscalco:正如我提到的,Algorithmiq是一家专注于生命科学的量子软件公司。我们目前正在做的是创建一个用于量子化学模拟的平台,但也更广泛地用于模拟蛋白质-配体结合,这是药物开发和发现的关键过程之一。

当然,也有其他软件公司在做类似的事情,但我们与其他公司有一个主要区别,那就是我们开发量子和经典后处理之间接口的方式。因为我们专注于近期的量子计算机,所以我们正在努力在未来一两年内证明化学的量子优势;在接下来的三年里,我们将证明在药物发现和开发方面具有实用和工业相关的量子优势。

问:量子技术直到最近才变得具有商业可行性。你认为Algorithmiq将如何让我们更接近商业量子的未来?

Maniscalco:对我们来说,商业化的主要方式是通过与制药公司和生物技术公司的合作,以确定可以使用这些混合算法(Algorithmiq的专有技术)解决的用例。

然后就是我们的平台Aurora的商业化。我们将把它开放给其他想要计算分子特性和结合亲和力或结合能、在药物开发和发现框架中有用的特性的反应性等的用户。

以后还会有新药专利的专利使用费,所以这最终将成为一条赛道。在未来,我们计划成为一家真正的全栈量子生物技术公司,内部拥有解决医学中未解决问题所需的一切。

我们将生产的是新分子化合物的大型数据集,这些化合物表现出低毒性和高效能,因此在临床试验中取得成功。

问:你为什么选择专注于生命科学领域?

Algorithmiq 团队。

Maniscalco:我们相信,近期量子计算机的第一个应用将是量子化学模拟和材料模拟。一般来说,电子结构问题。所以这是最早的应用程序之一,我们对此进行限制是有意义的。然后第二个原因是我们认为这是一个非常有影响力的领域,也有很多资金。所以这绝对是有道理的,因为制药行业目前陷入困境。

众所周知,多年来用于药物开发和发现的研发支出一直在稳步增长,但发现的新分子实体和新药的数量却保持不变。通常,制药公司正在失败。仅一项统计数据就说明了一切:当今约90%的现有药物无法治愈50%的人口。他们真的很失败,原因有很多。一个是我们用网络医学方法解决的细胞生物学的过度简化,但另一个是我们需要能够预测小分子如何与蛋白质结合,而且通常需要一个完整的量子力学方法来做到这一点。量子计算机天生就是为了提供这种能力。

问:Algorithmiq会是第一家将量子算法应用于生命科学的公司吗?

Maniscalco:是的,特别是在我们称之为量子网络医学的非常全面的方法框架内。我们不仅结合了量子化学模拟,还结合了我们所说的这种多尺度方法或数据驱动方法,它从分析各种数据开始,例如组学,这使我们能够识别复杂的细胞生物学并以更全面的方式确定分子如何不仅与一种蛋白质相互作用,而且与多种蛋白质相互作用。

网络医学(network medicine)是一个新兴领域,我们正在与Joseph Loscalzo教授和哈佛医学院合作。我们提供网络医学的量子方面,所以我们可以结合这种数据驱动的方法,确实启动了量子网络医学的愿景。

问:你如何看待Algorithmiq在五年后的发展?

Maniscalco:五年后,我们将成为第一家量子生物技术公司,我们将首次证明化学中的量子优势,以及药物开发和发现领域的实用量子进步。

为了做到这一点,我们必须拥有最好的团队。所以我最引以为豪的事情之一是Algorithmiq的团队:它的形成方式,以及它的团结,而且确实没有人争相炫耀。每个人都在一起工作得很好,最重要的是,我们很开心。

我认为,我们正在为一个真正有希望以多种方式改变我们生活的领域做出深远的贡献。

参考链接:
[1]https://thequantuminsider.com/2022/11/16/ibm-and-algorithmiq-partner-on-useful-quantum-advantage-for-quantum-chemistry/
[2]https://www.azoquantum.com/article.aspx?ArticleID=376&PreviewCode=43b2de16-0033-4b26-84a0-0a3296dfada3
[3]https://qplaylearn.com/


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