這臺IBM量子電腦是用於此次類比破紀錄大分子的兩臺量子電腦之一。
圖片來源：英國《新科學家》雜誌網站
科技日報北京5月6日電（記者劉霞）量子電腦最具前景的應用方向之一，就是類比蛋白質，助力新藥研發。但眼下這類設備誤差率仍然偏高。據英國《新科學家》雜誌網站5日報導，兩臺量子電腦與兩臺超級電腦協同作戰，類比了一個包含12635個原子的分子並確定了其性質，一舉打破了迄今用量子硬體類比的最大分子紀錄。
要弄清藥物分子的作用機制和行為，就必須精准鎖定其電子的量子態與能量，這本質上是個量子力學問題，傳統電腦往往只能給出近似解。
為攻克這一難關，美國克利夫蘭診所、IBM公司和日本理化學研究所研究人員將目光投向了量子電腦。他們提出了一種量子電腦與傳統超級電腦聯手的混合方法，並以此類比了兩個前所未有的大分子，其中一個的規模，比此前用量子電腦類比的最大分子大了約40倍。
團隊動用了兩臺IBM“蒼鷺”量子電腦，以及兩臺超級電腦“富嶽”和“雅比-G”。他們選取了兩種蛋白質與小分子的組合，即“蛋白質-配體複合物”，這兩種複合物在生物醫學領域已有深入研究，應用也相當廣泛。
現時，單靠量子電腦本身，實用性仍然有限。一方面，量子比特數偏少，制約了計算能力；另一方面，它們極易出錯。於是，團隊把分子模擬的工作一分為四，僅用量子電腦計算分子某些片段的特定性質，再將結果交付超級電腦，整個計算在兩類機器之間來來回回，持續了100多個小時。
研究人員表示，這套混合方案的運算速度優於純傳統電腦方案。此次類比還精准測算出了分子的最低能量，其精度已可與部分主流傳統算灋相媲美，儘管尚未取得絕對領先優勢。在量子電腦實現完全容錯之前，這類混合運算模式值得大力推廣，有望提早釋放量子電腦的實用價值。然而，能否從數學上嚴格證明混合方法在特定場景下總能超越傳統方法，即具備所謂的量子優勢，仍是一個懸而未決的問題。