哥本哈根大学的数学家们研发了一种新方法来升级量子计算机，使其能够模拟复杂的量子系统，例如分子。这一发现使我们更接近于能够预测新药在体内的表现，并可能引发制药开发的革命性变化。
开发新药通常需要十多年，耗资数亿至数十亿欧元，过程中多次尝试失败。如果我们能够在实验室测试之前预测药物在体内的作用，并将整个过程从几年缩短到几个月，那将会怎样呢?
药物由分子构成，而分子又由原子组成。由于原子的运动遵循量子力学，因此需要量子计算机来模拟它们的行为。这正是面临的挑战。传统计算机，无论多么强大，都无法以同样的精度处理所需的大量信息。
在哥本哈根大学的量子生命中心，一个由物理学家、计算机科学家和数学家组成的团队，多年来一直致力于理解量子模拟器（专门的量子计算机）如何被应用于模拟并预测分子的行为。
这都是关于尺寸的问题吗？
所有量子计算机研究人员都在努力解决的一个基本问题是尺寸。目前的量子计算机实在太小，实际上这意味着它们只能模拟少数几个原子，这在药物的复杂分子中是个问题，因为这些分子通常包含数百万个原子。
现在，量子生命团队在解决这一问题上取得了重要进展，他们提出了一个数学公式，使量子模拟器的编程变得更加简便，从而能够从相同大小的模拟器中提取更多的计算能力。
关于如何扩大量子模拟器的规模，传统观点认为需要从头开始建造。新的量子算法解决了这一障碍，成为量子软件的核心。该算法在被模拟的粒子之间引入了可控的噪声，以确保模拟不会停滞，而是按照预期进行。这个想法具有普遍性，可以应用于任何类型的量子硬件，无论是基于原子、离子，还是像超导量子比特这样的人造原子。
可能会彻底改变制药开发
“量子技术被视为创造未来新型和改进药物的关键。然而，如果不能有效地扩展量子模拟器，它们的实际应用将非常有限。这就是为什么我们必须找出我们的量子软件如何支持这种扩展。”量子理论教授、量子生命中心的负责人马蒂亚斯·克里斯德尔表示：“现在我们有了一个方法来实现这一目标。”
克里斯多尔认为，如果研究人员成功开发出有效的量子模拟器，前景将是革命性的:
“如果我们可以在进行任何实验之前使用计算机模拟新药在人体中的表现，这将从根本上改变我们开发和测试药物的方式，大大缩短从实验室到患者的时间。”
下一步将是在量子硬件上测试数学公式。
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希望本篇文章《新的量子算法可以大大加快药物发现》能对你有所帮助！
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