近日，Alphabet的拆分公司SandboxAQ宣布与阿斯利康和赛诺菲签约成为其药物发现和开发工具的用户。

今年2月，这家初创公司刚刚筹集了5亿美元资金，为新成立的生物制药分子模拟部门赢得了大牌客户，该部门旨在加速研发。

从诺和诺德、Moderna、再到赛诺菲和阿斯利康，已经有多家巨头使用人工智能+量子计算用于药物研发。

由谷歌母公司拆分而来

去年12月，谷歌母公司 Alphabet 剥离了其量子技术部门，成立了 SandboxAQ。这家初创公司是基于 Alphabet 在量子领域的工作中发展而来的。通过在量子计算机上运行模拟，利用量子力学的特性来解决对于当今计算机来说过于复杂的问题。

近日，经过几年的秘密开发，SandboxAQ正式宣布其生物制药分子模拟部门AQBioSim 及其部分客户。

该部门正在帮助生物制药和研究机构在癌症、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和其他疾病的治疗方面取得突破。该公司目前正在与一系列生物制药公司和大学研究实验室合作，包括阿斯利康、赛诺菲和加州大学旧金山分校。

SandboxAQ 建立了一个由计算化学家、药物化学家和物理学家组成的团队来解决药物研发问题，从而开发出确定原子和分子之间量子力学相互作用的方法，并使用人工智能模型从相互作用中推断预测。

SandboxAQ 表示该方法可以“大幅”减少识别有前景化合物的时间、成本和风险，更快、更准确地预测先导化合物的产生，并加速临床试验。

针对此次合作，赛诺菲首席执行官保罗·哈德森 (Paul Hudson) 形容这家初创公司拥有“跨越式技术”可能“对药物的临床前和临床开发产生重大影响”。

这些技术是通过与加州大学旧金山分校神经退行性疾病研究所合作利用的，旨在应用人工智能驱动的模拟来快速识别神经退行性疾病的潜在疗法。

作为开发的一部分，研究人员使用 SandboxAQ 专有的绝对自由能扰动 (AQ-FEP TM ) 软件生成数千个分子相互作用的预测，从而产生了一些令人兴奋的新化合物。

SandboxAQ 以 AQ-FEP 软件为药物发现流程的初始阶段带来了基于物理的准确性。

团队拥有开发高效策略以使用大规模并行经典硬件扩大量子化学模拟规模的记录，包括使用 TPU 的大规模线性代数、大规模 DFT结果和称为 DMRG 的 Post-Hartree-Fock 方法，扩大到前所未有的规模。

这些工具充当了一套药物发现解决方案的催化剂，这些解决方案将量子力学方程的准确性与人工智能的速度和功能结合起来，可在经典计算硬件上使用。随后能用于处理复杂的、不可成药的目标的大规模分子动力学模拟。

已成为趋势

2021年，制药巨头勃林格·殷格翰与谷歌达成合作，专注开发量子计算在药物研发领域中的前沿应用，成为全球首个“生物医药+量子计算”的合作案例。

合作专注于研究与实现药物研发领域量子计算的前沿应用案例，特别是在分子动力学模拟领域。合作将持续三年，由新成立的勃林格殷格翰量子实验室牵头。

此前，克利夫兰诊所宣布与IBM 达成为期十年的合作，在美国安装第一台医疗保健量子计算IBM Quantum System One，推进生物医学研究。

今年1月，德国制药巨头拜耳和谷歌云宣布合作推动早期药物发现，该合作将应用谷歌云的 Tensorflow 处理单元 (TPU)，这是定制开发的加速器设计运行尖端的机器学习模型和计算密集型工作负载，以帮助加速和扩展拜耳的量子化学计算。

今年4月，Moderna 和IBM宣布一起合作，利用人工智能和量子计算等尖端技术来加速mRNA疗法的研究。

量子计算可能是以指数方式更有效地发现药物治疗和治疗方法，以及为制药行业创造数千亿美元价值的关键。

麦肯锡团队预计：到2030年，全球制药公司在研发方面的QC支出将达到数十亿美元。建议药企们自己评估机会，并开始为自己在新的竞争赛道中打下基础。

能为制药带来什么

药物研发的核心环节是识别和开发有助于治愈疾病的分子，这也意味着制药是应用量子计算的天然候选人。

而分子是基于量子物理学的系统，量子计算能比传统计算更有效地预测和模拟其结构、性质和反应性，甚至是原子水平的相互作用。

虽然量子计算背后的技术很难直观地理解，但它的影响却更容易掌握：它处理某些类型的计算任务的速度比当今的传统计算机要快得多。因此，一旦完全开发，量子计算 可以在整个药物价值链中增加价值。

量子计算机可以增加适用于生物机制的计算范围、缩短筛选时间，并清理一些研究“死角”，极大节省药物发现阶段的成本。

在大多数药物发现活动中，我们使用现代工具如计算机建模和模拟(M&S)来分析原子和分子的行为，仍然是效率极低。这是因为即使是今天最强大的超级计算机也只能模拟相对简单的分子，严重限制了它们预测更复杂的分子和原子如何相互作用的能力。

比如以高精度预测分子特性，使当前的CADD/AIDD工具更加有效；针对目标的多种可能结构并行筛选计算库，以增加确定最佳候选药物的机会。

我们看到，许多制药公司的合作也是应用于高精度的分子动力学模拟，例如拜耳就在量子化学发力，探索蛋白质和配体相互作用的量子力学建模。

随着量子计算的进步，以及对于制药业相关配套软件的成熟，相信量子技术将成为制药业的一大变革力量。

参考链接：https://www.sandboxaq.com/press-release/sandboxaq-announces-bio-pharma-molecular-simulation-division-to-speed-life-saving-drugs-to-patients-through-ai-and-quantum-solutions