Квантово-химические расчеты, на которые раньше уходили недели, теперь можно выполнить за минуты. Компания QDX представила систему EXESS (Extreme-scale Electronic Structure System), способную, по ее данным, радикально ускорить моделирование сложных молекулярных реакций – от разработки лекарств до создания новых материалов.
Как заявил генеральный директор QDX Лунг Ван, EXESS выполняет более одного квинтиллиона вычислений в секунду. По оценке компании, программный комплекс работает в 3000–4000 раз быстрее многих существующих пакетов для квантовой химии.
Квантово-химическое моделирование используют, чтобы понять, как молекулы взаимодействуют друг с другом. В фармацевтике такие расчеты помогают предсказать, как лекарство связывается с белком-мишенью и как можно изменить структуру молекулы, чтобы повысить эффективность и снизить побочные эффекты. Однако сложность резко возрастает с увеличением числа атомов. Белки могут содержать тысячи атомов, и точные расчеты для них часто оказываются практически невозможными.
“На самом деле, во многих ситуациях синтезировать соединение и тестировать его в течение нескольких недель гораздо быстрее, чем пытаться проводить расчеты для этого соединения”, – сказал Ван в интервью Live Science.
По его словам, цель EXESS – “сделать квантовую химию достаточно быстрой для практического применения”. Компания утверждает, что некоторые вычисления, которые теоретически заняли бы около месяца, теперь выполняются примерно за 12 минут.
Прорыв, как утверждает QDX, не связан с одной революционной технологией и не требует квантовых компьютеров. Программа работает на обычном оборудовании. Ускорение достигнуто за счет оптимизации множества компонентов и переработки алгоритмов. Многие классические алгоритмы квантовой химии устроены последовательно – шаг за шагом. Команда EXESS изменила подход, чтобы больше операций выполнялись параллельно.
“Девять поваров не могут приготовить блюдо за одну девятую часть времени”, – пояснил Ван. По его словам, разработчики попытались превратить вычислительный процесс в “промышленную кухню, где вы просто штампуете рецепты”.
Если заявленные показатели подтвердятся независимыми тестами, EXESS может ускорить исследования в фармацевтике, материаловедении и смежных областях, где моделирование молекулярных структур остается узким местом.
