近期，隸屬于美國能源部的橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室稱(chēng)，其研究團隊正在用全球最快的超級計算機對戰新冠病毒。

據介紹，該實(shí)驗室研究人員利用IBM Summit（頂點(diǎn)）超級計算機，對8000多種化合物進(jìn)行模擬，并篩選出77種小分子藥物化合物。這些化合物可能值得在抗擊新冠病毒的斗爭中進(jìn)一步研究。轉子泵

Summit號稱(chēng)目前全世界最聰明、最強大的超級計算機?？萍既請笥浾邚腎BM中國公司了解到，Summit超級計算機的峰值性能達到每秒20億億次浮點(diǎn)運算，在功能上比一百萬(wàn)臺高端筆記本電腦還要強大。衛生泵

之前的研究發(fā)現，2019新型冠狀病毒感染人體細胞的關(guān)鍵在于，病毒表面的刺突蛋白與人體ACE2蛋白結合。

據介紹，美國研究人員在Summit超級計算機上對8000多種化合物進(jìn)行了模擬，以篩選那些最有可能與冠狀病毒刺突蛋白結合的化合物，從而使冠狀病毒無(wú)法感染宿主細胞。

隨后，他們把可能對病毒實(shí)驗研究有價(jià)值的化合物進(jìn)行了排序。其研究結果已發(fā)布在化學(xué)領(lǐng)域預印論文系統ChemRxiv上。液下泵

“在試圖了解諸如病毒之類(lèi)的新型生物化合物時(shí)，實(shí)驗室的研究人員往往會(huì )培養微生物，并觀(guān)察微生物在現實(shí)中如何對新引入的新型化合物作出反應?！盜BM認知系統事業(yè)部技術(shù)計算副總裁戴夫·圖雷克表示，如果不借助計算機數字模擬縮小潛在變量范圍，該過(guò)程可能會(huì )特別漫長(cháng)。

除了縮小潛在變量范圍，計算機模擬還可以充當更多角色。

“在不了解病毒分子結構時(shí)，計算機模擬可以獲得病毒分子結構；在已知病毒分子結構的情況下，計算機模擬可以探究分子的關(guān)鍵位點(diǎn)，為后續病毒抑制藥物篩選打好基礎?！北笨圃罕本┦杏嬎阒行母毖芯繂T裴智勇接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。

對于計算機模擬生物反應的一般過(guò)程，裴智勇告訴記者，首先要確定研究對象，比如要研究哪兩個(gè)或哪幾個(gè)分子。然后，通過(guò)文獻報道或其他方法確定分子的作用位點(diǎn)，并按照一定規則構建模型，提交計算機進(jìn)行模擬。最后，分析計算結果。油泵

但是，即使使用計算機數字模擬，依然會(huì )存在很多挑戰。這時(shí)候，超級計算機就派上用場(chǎng)了。

圖雷克介紹，計算機模擬可以檢查不同變量如何對不同病毒作出反應。但是，當這些變量中的每單個(gè)變量都包含數百萬(wàn)乃至數十億個(gè)獨一無(wú)二的數據段，需要運行多次模擬時(shí)，標準硬件就難以承載這樣巨大的工作量，從而變成一個(gè)較度耗時(shí)的時(shí)間密集型過(guò)程。

“由于計算機模擬涉及每一個(gè)原子與其他原子的相互作用，計算量相當大。再加上病毒分子本身相對較大，所以對于病毒分子的模擬需要用超級計算機來(lái)實(shí)現相關(guān)的計算，普通計算機難以實(shí)現對病毒的模擬計算?！迸嶂怯抡f(shuō)。

裴智勇告訴科技日報記者，除此之外，利用超級計算機還可以模擬更大體系的研究，比如病毒與宿主細胞等體系的研究。

就美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室的這項研究而言，裴智勇認為，通過(guò)計算機模擬8000多種化合物，計算量確實(shí)挺大的。

Summit超級計算機輕松解決了計算量大和較度耗時(shí)的問(wèn)題。記者從IBM中國公司了解到，Summit由IBM精心打造，是一種專(zhuān)為數據和人工智能而設計的新型超級計算機，可以為研究人員帶來(lái)海量數據處理能力。

美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室分子生物物理學(xué)中心主任杰瑞米·史密斯是研究人員之一，他以自己的真實(shí)體驗形容了Summit發(fā)揮的作用。

“我們需要通過(guò)Summit來(lái)迅速獲得我們所需的模擬結果，這會(huì )花費我們一兩天的時(shí)間。然而，使用普通計算機則可能花費數月時(shí)間?！笔访芩拐f(shuō)，使用Summit這樣的超級計算機對于快速獲得結果很重要。

史密斯表示，得出模擬結果并不意味著(zhù)已經(jīng)找到治療新冠肺炎的方法。但是，他們非常希望計算結果能夠為將來(lái)的研究提供參考，并為實(shí)驗人員提供一個(gè)框架，用于進(jìn)一步研究這些化合物。