“对战新冠病毒，超级计算机登场”

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日前，美国能源部所属的橡树岭国家实验室表示，其研究小组将用世界上最快的超级计算机对战新型冠状病毒。

他介绍说，该实验室的研究人员利用ibm summit (顶点)超级计算机，模拟了8000多种化合物，筛选出了77种小分子药物化合物。 这些化合物在对抗新型冠状病毒的斗争中可能值得进一步研究。

summit被誉为当今世界上最强大、最聪明的超级计算机。 科技日报记者从ibm中国企业获悉，summit超级计算机的峰值性能达到每秒20亿次的浮点运算，在功能上比100万台高端笔记本电脑还要强大。

计算机模拟可以缩小潜在变量的范围

迄今为止的研究表明，2019年新型冠状病毒感染人体细胞的关键是病毒表面的刺突蛋白与人体ace2蛋白质的结合。

美国研究人员介绍说，用summit超级计算机模拟了8000多种化合物，筛选出最有可能与冠状病毒刺突蛋结合的化合物，防止冠状病毒感染宿主细胞。

之后，他们重新排列了对病毒实验研究有价值的化合物。 其研究结果发表在化学行业的预印论文系统chemrxiv上。

“为了理解病毒等新的生物化合物，实验室的研究者经常培养微生物，注意微生物对新引入的新化合物有何反应。 ”ibm识别系统事业部技术计算副总裁戴夫·图莱克表示，如果不利用计算机数字模拟缩小潜在变量的范围，这个过程可能会特别漫长。

计算机模拟不仅可以缩小潜在变量的范围，还可以发挥越来越多的作用。

“在不知道病毒分子结构的情况下，计算机模拟可以得到病毒分子结构。 如果知道病毒分子的结构，计算机模拟可以探索分子的重要部位，为后续病毒抑制药物的筛选奠定基础。 ”。 北京科学院计算中心副研究员裴智勇在接受科技日报记者采访时表示。

关于计算机模拟生物反应的常规过程，裴智勇告诉记者，必须首先明确研究对象，如研究哪两个或几个分子。 然后，通过文献报道和其他方法明确分子的作用点，按照一定的规则构筑模型，提交给计算机进行模拟。 最后，对计算结果进行分解。

研究期间从几个月缩短到了一两天

但是，即使采用计算机数字模拟，仍然存在许多课题。 那个时候，超级计算机很有用。

根据图莱克的说法，计算机模拟可以调查不同的变量对不同的病毒有何反应。 但是，这些变量中的每个变量都包含数百万到数十亿个独特的数据段，如果需要执行多次模拟，标准硬件将难以承担如此巨大的工作量，这是一个非常耗时的聚合过程

“计算机模拟涉及到各个原子和其他原子的相互作用，所以计算量相当大。 再加上病毒分子本身比较大，所以病毒分子的模拟需要超级计算机进行相关的计算，普通的计算机很难对病毒进行模拟计算。 ”。 裴智勇说。

裴智勇告诉科技日报记者，除此之外，还可以利用超级计算机模拟病毒和宿主细胞等更大系统的研究。

在美国橡树岭国家研究所的这项研究中，裴智勇认为，通过用计算机模拟8000多种化合物，计算量确实很大。

summit超级计算机轻松处理了计算量大、耗时长的问题。 据ibm中国企业介绍，summit是由ibm精心构建，为数据和人工智能设计的新型超级计算机，能够给研究者带来大量的数据解决能力。

美国橡树岭国家实验室分子生物物理学中心主任杰里米·史密斯是研究人员之一，他用自己的真实体验来形容summit所起的作用。

“我们需要通过summit迅速获得所需的模拟结果。 这要消耗我们一两天的时间。 但是，如果使用普通电脑的话，可能需要几个月。 ”。 史密斯先生说，采用像summit这样的超级计算机对于迅速取得结果是非常重要的。

史密斯先生说，得到模拟结果并不意味着他找到了治疗新冠引起肺炎的方法。 但是，他们希望计算结果可以为未来的研究提供参考，为实验者进一步研究这些化合物提供了框架。