新冠病毒临床诊断_对战新冠病毒 超级计算机上场

来源:科学技术日报

几天前，美国能源部下属的橡树岭国家实验室称，其研究团队正在使用世界上最快的超级计算机来对抗新的皇冠病毒。

据报道，该实验室的研究人员使用IBM Summit超级计算机模拟了8000多种化合物，并筛选出77种小分子药物化合物。这些化合物在对抗新的冠状病毒方面可能值得进一步研究。

Summit声称是世界上最强大、最智能的超级计算机。《科技日报》记者从IBM中国获悉，Summit超级计算机的峰值性能为每秒20亿次浮点运算，在功能上比100万台高端笔记本电脑更强大。

计算机模拟可以缩小潜在变量的范围。先前的研究发现，2019年感染人类细胞的新型冠状病毒的关键是病毒表面的尖峰蛋白与人类ACE2蛋白结合

据报道，美国研究人员在Summit超级计算机上模拟了8000多种化合物，以筛选最有可能与冠状病毒尖峰蛋白结合的化合物，从而防止冠状病毒感染宿主细胞。

之后，他们筛选出可能对病毒实验研究有价值的化合物。研究结果已经发表在化学领域的预印纸系统ChemRxiv上。

“当试图理解新的生物化合物如病毒时，实验室研究人员经常培养微生物，观察微生物对新引入的化合物的反应。”IBM认知系统部门技术计算副总裁戴夫·图雷克说，如果计算机数字模拟不能缩小潜在变量的范围，这个过程可能会特别漫长。除了缩小潜在变量的范围之外，计算机模拟还可以发挥更多的作用。

”当病毒的分子结构未知时，可以通过计算机模拟得到病毒的分子结构；在已知病毒分子结构的情况下，计算机模拟可以探索分子的关键位点，为后续筛选病毒抑制药物打下良好的基础。”北科学院北京计算中心的副研究员裴志勇在接受《科学技术日报》采访时说

对于计算机模拟生物反应的一般过程，裴志勇告诉记者，首先要确定研究对象，比如要研究哪两个或几个分子然后，通过文献报道或其他方法确定分子的作用位点，并按照一定的规则建立模型，提交给计算机进行模拟最后对计算结果进行了分析

的研究时间从几个月缩短到一两天。然而，即使使用计算机数字模拟，仍然会有许多挑战。这时，超级计算机将派上用场。

turek介绍说，计算机模拟可以检查不同的变量如何对不同的病毒作出反应然而，当这些变量中的每一个都包含数百万甚至数十亿个独特的数据段，并且需要运行多个模拟时，标准硬件很难承载如此巨大的工作负载，因此成为一个极其耗时和耗时的过程

“由于计算机模拟涉及每个原子和其他原子之间的相互作用，计算量相当大。”另外，病毒分子本身相对较大，所以病毒分子的模拟需要一台超级计算机来实现相关的计算，而普通计算机很难实现病毒的模拟。”裴志勇说道

裴志勇告诉《科学日报》，除此之外，超级计算机还可以用来模拟更大系统的研究，如病毒和宿主细胞。

就美国橡树岭国家实验室的研究而言，裴志勇认为8000多种化合物的计算机模拟确实是一个很大的计算量。

Summit超级计算机轻松解决了计算量大和极其耗时的问题记者从IBM中国获悉，Summit是IBM精心打造的，是一款专为数据和人工智能设计的新型超级计算机，能够为研究人员带来海量数据处理能力。美国橡树岭国家实验室分子生物物理中心主任杰里米·史密斯是研究人员之一。他用自己的真实经历描述了峰会的作用。

“我们需要Summit快速获得我们需要的模拟结果，这将花费我们一两天的时间。”然而，使用普通计算机可能需要几个月的时间史密斯说，使用像Summit这样的超级计算机对于快速获得结果很重要。

史密斯说，模拟结果并不意味着已经找到了治疗新的冠状肺炎的方法。然而，他们非常希望计算结果能为今后的研究提供参考，并为研究者进一步研究这些化合物提供一个框架。(记者李媛媛)