维度网讯，美国克利夫兰诊所、日本理化学研究所(RIKEN)和IBM公司的科学家近日利用量子计算机与超级计算机协同工作，成功模拟了包含多达12,635个原子的蛋白质复合物。这是迄今为止已知的使用量子硬件对具有生物学意义的分子进行的最大规模模拟。

该研究由来自上述三个机构的研究人员共同完成，第一作者为克利夫兰诊所计算生命科学部的Kenneth Merz博士。根据预印本研究报道，团队采用了被称为“以量子为中心的超级计算”框架，将量子处理器与经典计算机配对使用。经典计算机将蛋白质-配体复合物分解为可计算的片段，随后由部署在美国克利夫兰诊所和日本理化学研究所的IBM 156量子比特IBM Quantum Heron处理器对片段的量子力学行为进行计算，在模拟的某些部分使用了多达94个量子比特运行近6000个量子操作。计算结果最终在经典超级计算机上重新组装，以获得分子的完整表示。参与此次工作的经典超级计算机包括理化学研究所的“富岳”以及由东京大学与筑波大学运营的“MIYABI-G”。

此次模拟规模较六个月前同一方法所能实现的水平扩大了约40倍，工作流程中关键步骤的模拟准确性在同一时期内提高了多达210倍。这一进展得益于创新的算法与先进计算基础设施的结合。新型量子-经典混合算法EWF-TrimSQD在降低计算开销方面发挥了关键作用，加速了在量子硬件上直接表示分子系统化学性质的能力。

进行此项研究的背景在于，研究候选药物如何与蛋白质结合是生命科学领域中困难和成本高昂的问题之一，现有计算方法在面对分子尺寸增大的情况下难以精确求解。IBM研究院院长Jay Gambetta表示：“多年来，量子计算一直是一个承诺。现在，量子计算机正在产生对科学重要的结果。量子计算机不再仅仅是证明它们是可行的工具——它们正在证明自己能够在以量子为中心的超级计算架构中贡献有意义的结果。”

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