——量子计算加速药物发现 提供单位：北京玻色量子科技有限公司 量子信息技术应用案例集（2024） 23 一、 应用背景与需求 (一) 行业及应用背景 分子对接是药物设计领域中的一项关键技术，它通过计算配体 与受体之间的空间互补性和能量匹配来预测两者之间的结合模式。 这项技术在基于结构的药物设计、前导优化、生化途径和药物设计 等方面 而，传统的分子对接方法在面对巨大的搜索空间和复杂的计算要求 时，往往需要耗费大量时间和资源，且难以保证找到最优解。此外， 传统药物筛选不仅成本昂贵，而且成功率较低，通常只有大约 10%。 量子计算机通过量子比特进行信息编码，利用量子叠加和量子 纠缠的特性，能够在极短的时间内完成传统计算机难以实现的复杂 计算任务，可以为药物设计等需要大规模计算的问题提供了新的解 决方案。因此，医药领域开始重视量子计算的发展，罗氏、阿斯利 用于研发第一台用于生命科学研究的量子计算机，应用范围覆盖从 创造新药到寻找基因、环境和疾病之间的联系，加快药物研发速度。 除上述外，在靶点分析、化合物筛选、化合物修饰优化等环节的难 点问题，都可以通过量子计算技术进行改进。 量子计算在分子对接领域的应用前景非常广阔，其强大的并行 处理能力有望彻底改变药物设计的传统模式，在未来药物发现领域 量子信息技术应用案例集（2024） 24 具有巨大优势。这不

例如，制药企业英矽智能（Insilico Medicine） 利用生成式 AI 技术，将一款药物从研发到 I 期临床 试验的时间缩短至 30 个月以内，仅为通常时间的一 半。 11 英矽智能团队基因组学和临床数据对模型进行 微调，识别药物靶点，并使用由 500 个预测和预训 练模型组成的生成化学引擎开发药物组合。对英矽智 能来说，AI 是核心驱动力，彻底重塑了制药行业的 研发模式。 认知数字大脑深入各个层面，开启新纪元 性综述”，美国国立卫 生研究院国家医学图书馆： https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC10993141/ 11. “AI药物研发的新里程碑：首款生成式AI药物开始第二阶段临床试验”（2023年7 月1日），英矽智能公司：htt�����in�i�ico.co����o���r�t��ha�e2 12. C·罗克（C. Roark）、S·贾米森（S Gemini CodeAssist 提高开发 人员的工作效率”，YouTube：https://www.youtube.com/watch?v=VwZN- Wqh5ZWU 126. “首款生成式AI药物开始第二阶段临床试验”（2023年7月1日），英矽智能公 司：htt�����in�i�ico.co����o���r�t��ha�e2 127. J·邓恩（J. Dunn）（2024年5月16

量子计算 支持技术 加密通信 量子传感 量子技术正在迅速发展 ， 最近取得了突破 突出其变革潜力 5.2 前沿技术 • This 里程碑 暗示了一个未来 量子计算机可以 改造产业 by 实现药物发现、人工 智能和数据加密的进步。 然而 ， 专家警告说 ， 虽 然这些发展是有希望的 ， 现实世界的应用程序可能还需要几年的时间 • 2024 年 12 月 ， 谷歌发布 量子芯片, 柳枝（Willow），能够在不到五分钟内解 和医疗保健结果 改进 成本造成的访问差异 或位置 ； 个人健康 数据误用或操纵 快速 ， 更有效 医疗 按需医疗 生产 一个人的头部轮廓 自动生成说明 基于细胞和基因的疗法 ， 结合 改进药物设计和生产 ， 用于 更快的疾病反应 关于研发优先次序的争议 在发达与发展中 国家 减少延误和拒绝 器官移植和修复 由于高访问差异 前期成本 生物打印和 异种移植 “打印 ” 生物零件的增材制造 试验。在 2023 年末 ， 英国监管机构批准了 Casgevy ， a 基于 CRISPR 的镰状细胞病治疗 (SCD) 和 输血依赖性 β 地中海贫血 （ TDT) 。这标志着基于 CRISPR 的药物的首次批准 • CRISPR 基因编辑技术 由两部分组成：Cas9，一种分子剪刀， 用于切割DNA；以及单向导RNA（sgRNA），一种模板引导Cas9 定位到目标DNA区域。 技术与创新 5

健康养老监护 全屋智能 家庭安全防护 儿童成长智 能监护 柔性制造 供应链动态 优化 智能风险与 反欺诈 农业精准 种植 畜牧养殖智 能化 跨境贸易 物流枢纽智 能运营 产业链协同 精准医疗与药物研发 …… 应急无人救援 AI人事考试 劳动争议仲裁 辅助办案 智能客服 营销策划 生产排程 仿真优化 AI医疗健康服务 AI辅助个性化教学 智慧交通服务 创意生成 视频/图片生成 政务服务数字人 政策找人/企业 边聊 边办 预算预审 应急巡查 与指挥 AI视频 立体防控 住建 AI审图 智能文档助手 编码助手 工艺参数优化 知识管理 工业质检 药物安全警戒 临床试验设计 药物发现 临床前预测 图书馆/博物馆 数字馆员 NLP CV 多模态 预测 科学计算 Agent 具身智能 智能 问策 数字 公务员 AI气象 预报 AI数字 伴游 文物 保护 机房 供电 空调新风 消防 安防 能源监控 制造知识大模型 标准规范体系 安全保障体系 运营运维体系 工艺优化 交通事件 异常检测 知识库 二维切割 AI质量检测 智能客服 生产排程 先导药物 筛选 车辆调度 工业OCR识别 … 制造视觉大模型 42 AI CITY 发展研究报告 （1）AI+教育 东莞市东城外国语小学通过构建全方位、多维度的智慧体育生态系统，不仅助力学生每天实现不低于2小时的

1007049600000 品牌名称 杭州海康威视数字技术股份有限公司 经营范围 许可项目：Ⅱ、Ⅲ类射线装置生产；Ⅱ、Ⅲ类射线装置销 售；放射性同位素生产(除正电子发射计算机断层扫描用放射 性药物)；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类放射源销售；建设工程施工；第 二类增值电信业务；在线数据处理与交易处理业务（经营类 电子商务）；互联网信息服务；通用航空服务(依法须经批准 的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动，具体经营项 业务培训（不含教育培训、职业技能培训等需取得许可的培 训）(除依法须经批准的项目外，凭营业执照依法自主开展经 营活动)。许可项目：Ⅱ、Ⅲ类射线装置销售；放射性同位素 生产(除正电子发射计算机断层扫描用放射性药物)；Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ类放射源销售；建设工程设计；Ⅱ、Ⅲ类射线装置生 产；测绘服务；第二类增值电信业务(依法须经批准的项目， 经相关部门批准后方可开展经营活动，具体经营项目以审批 结果为准)。

年） 1 一、研究背景 量子计算是一种遵循量子力学规律的新型计算模式，以量子比 特为基本单元，基于量子叠加、量子纠缠、量子干涉等量子效应， 相比经典计算具有并行计算优势，已在生物药物、化学材料、金融、 信息通信等领域得到关注和试验性应用。产业升级对算力存在巨大 需求，在评估量子计算是否具备引入价值时，应考察如图 1 所示的 应用能力三要素的关系，系统性考虑如下技术与工程问题：

33）。 生物学业务平台 全方位的生物学服务和解决方案 支持从靶点发现到候选药物筛选再到临床的各类 单体或一体化项目 化学业务平台 为创新药从发现阶段到商业化生产提供一体化服务。 传统的CRO（合同研究组织） • CDMO（合同开发 及生产组织） • CMO(合同生产组织) 测试业务平台 全生命周期的一体化药物研发和医疗器械测试平台 •毒理学 •药代动力学•生物分析 •医疗器械 药明康德共性技术平台

Roland Berger | 图 2.6：数字化促进普惠医疗实现方式 必 要 支 持 医 疗 场 景 线上普及健康知 识，疾病预防自查 线上卫生信息系统 辅助社工健康筛查 远程医疗实现导诊、诊断、药物治疗线 上接入 线上健康助力辅助日常康复 体检 筛查 疾病 预防 分导诊 诊断 临床 治疗 住院 康复 护理 愈后 管理 诊前 诊中 诊后 数字化实现医 保补助获取 支付 数字平台加速 医生资源培育

充分的市场教育和规范化的市场推动防脱药品市场规模稳步提升 目前中国脱发人群突破2.5亿人，每6人中就有约1人受脱发影响，同时流行病数据显示，全球雄脱患者都呈现加速上升趋势，未来随 着脱发患者的不断增多，相关药物的市场前景将更为广阔，因此防脱药品市场近年将呈现持续扩张的态势。2021-2023年，防脱药 品市场规模增速逐步放缓，由于疫情影响，民众大多居家办公，对于个人形象在意程度不高，因此购买防脱药品意愿不够强烈。