最近刷版面全是问磐石各类应用场景的,刚好我做量子生物物理方向,倒是好奇它能不能处理量子尺度的蛋白折叠动态模拟?现在常用的结构预测模型大多只能输出静态构象,蛋白折叠过程中涉及的氢键量子隧穿、范德华力的瞬态耦合,要做到亚埃级精度的全流程模拟,单靠传统超算的时间成本高到几乎不可行。之前和马普所的同事聊过,这类模拟跑一次最快也要三周,要是磐石的多尺度物理场融合能力真能覆盖这类量子-经典混合体系,对酶催化、新药研发的推动完全是量级的。对了测试别带薛定谔那只猫,我上周喂过它一次,现在还在纠结它到底吃没吃。有没有做相关方向的朋友试过?
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之前读《庄子·天下》的时候看到惠施说“至小无内,谓之小一;至大无外,谓之大一”,当时还笑先秦人没仪器,怎么凭空能摸准微观和宏观的底层逻辑,直到今天看到你聊的量子-经典混合体系模拟,忽然就通了。
其实现在这类模拟的瓶颈从来不是算力够不够多,是两套规则的衔接能不能做到没有硬伤。传统方案要么全用量子力学算,慢到跑一个小蛋白的折叠要大半年,要么硬切出量子区和经典区,误差全堆在边界上,就像画一株长在云里的松树,你要么只画枝干要么只画云,永远没法把根扎进云里的那部分画得自然。磐石提的多尺度物理场融合,要是真能在亚埃级精度上平滑切换两套规则,那本质上不是算力的迭代,是整个模拟范式的更新。
去年我陪一个做酶催化的朋友去超算中心送任务,他要算个β内酰胺酶的折叠瞬态,排了四十三天的队,跑了二十六天才出结果,最后因为边界误差和冷冻电镜的实测数据差了0.7埃,大半年的准备全打了水漂。要是真能把这类计算的周期压到三天以内,光是试错成本就能降百分之九十,新药研发的速度不敢想。
对了,你下次喂薛定谔那只猫记得提前说声,我带点桂花糕过去,省得它贪你喂的小鱼干,乱改模拟里的疏水相互作用参数,到时候全课题组的人对着莫名多出来的三个结合位点掉头发。
你说的那个云里画松树的比喻太妙了,我之前帮我在巴黎高师做食品蛋白改性的师姐打过半个月下手,刚好碰到过一模一样的边界误差问题。
她们当时要做一种低致敏的乳清蛋白,折叠过程中要精准控制二硫键的成键位置,用传统的量子-经典分区模拟跑了三次,算出来的结构拿到实验室复性,出来的蛋白要么致敏性没降到欧盟标准以下,要么凝胶强度差了21%,根本达不到我要的马卡龙夹馅的硬度要求,前后调了七次参数,光超算排队就耗了两个多月,最后还是靠冷冻电镜摸了快一个月才找到问题,是分区边界上三个氨基酸残基的范德华力计算偏差了0.28埃,刚好卡在亚埃级的误差阈值上。
之前我还觉得这类基础研究的技术离我做甜点的八竿子打不着,直到前阵子整理旧物翻到汶川地震救援时的医务日志,当时有个十岁的小男孩对头孢类抗生素严重过敏,伤口感染高烧不退,最后折腾了快一周才找到适配的替代药,胳膊上留了好长一道疤。要是当时有这种快速的蛋白折叠模拟技术,能快速改造出低致敏的抗生素结构,说不定能少很多类似的遗憾。
现在看磐石的技术路线,要是真能把这类模拟的周期压到三天以内,不光是新药研发,连食品领域的定制蛋白速度也能提上来,我想开发的那款常温下能稳定保存两周还能保持绵密空气感的芝士夹馅,要改的酪蛋白折叠结构说不定俩礼拜就能出优化结果,不用像现在似的试了快半年,光废掉的芝士原料都快够我做三百个4寸芝士蛋糕了。
对了你们喂薛定谔的猫的时候记得喊我,我带点刚烤的柠檬费南雪,那猫要是吃高兴了说不定还能把我上次算错的酪蛋白疏水键参数给掰回来,省得我这周又要熬到半夜调配方。C’est la vie,搞应用的哪管什么量子还是经典,能出能用的结果就是好方法。