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行進中國︱太湖之濱,算力解碼新藥未來

人民網記者 常雨薇
2026年07月12日07:14 | 來源:人民網-江蘇頻道
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在北京生命科學研究所的一間實驗室內,資深研究員黃牛和團隊成員正緊盯著屏幕,一組剛剛運行完的計算結果赫然呈現。依托“神威·太湖之光”超級計算機的磅礡算力,他們已經在海量虛擬篩選的結果中,通過實驗驗証,成功找到了六把可能解決新藥研發難題的候選“鑰匙”——分別針對六種重要疾病靶點的潛在藥物先導化合物。

這是一場關於速度與成本的技術變革。過去,新藥研發中的超大規模虛擬篩選任務,計算費用高達千萬元,讓無數科研人員和中小團隊望而卻步。而現在,這一切正在被改寫。

神威·太湖之光超級計算機。人民網記者 常雨薇攝

神威·太湖之光超級計算機。人民網記者 常雨薇攝

“在SWDOCKP2誕生之前,這事我們想都不敢想。”黃牛感慨道。

在過去將近一年時間裡,他的團隊完成了一項堪稱壯舉的任務:將約150萬個化合物,針對約6000個人類疾病靶點蛋白質,全部進行了計算篩選,總計算量高達250億次分子對接模擬。

黃牛打了個形象的比方:如果把小分子化合物比作鑰匙,蛋白靶點就是鎖芯。傳統的新藥研發模式,如同在茫茫大海中一把一把地試鑰匙﹔而有了超算加持的虛擬篩選技術,就像給科研人員加裝了一套“智能導航”,幫助他們快速鎖定目標。

“這就像我們領域的DeepSeek時刻。”談及成果,黃牛很是興奮,“對於患者而言,創新藥物研究是從0到1的跨越。那些過去無藥可醫的疾病,有了研發新藥的起點。”

然而,一次超大規模虛擬篩選往往需調用大規模高性能計算集群連續運行數周甚至數月,成本估算高達數千萬元。“當化學庫膨脹到百億級時,就算是頭部藥企也難以承擔算力成本。”黃牛說。

轉機出現在2020年初,一次線上學術交流讓黃牛與國家超級計算無錫中心結了緣。

國家超級計算無錫中心。國家超級計算無錫中心供圖

國家超級計算無錫中心。國家超級計算無錫中心供圖

彼時,國家超級計算無錫中心依托“神威·太湖之光”,正思考如何將大國重器的巔峰算力轉化為科研生產力。

具有跨學科背景的沈成博士成為新藥發現平台負責人,他協調來自清華大學、山東大學、北京生命科學研究所等多方力量組建跨學科聯合團隊。經過持續技術攻關,聯合團隊研發出了高效超大規模藥物虛擬篩選軟件,將經典的分子對接軟件移植到新一代大國重器“神威·太湖之光”超級計算機上,並進行了深度優化。

2022年,首版軟件SWDOCK實現每日700億配體篩選。2025年,新一代性能可移植虛擬篩選框架SWDOCKP2正式亮相,可調度3900萬個計算核心,實現每日1.9萬億次對接。“若以銀河系約4000億顆恆星為參照,單日篩選量相當於五個銀河系的恆星總和。”沈成說。

這場技術突破的影響已經開始顯現。在北京、上海、蘇州,多家新藥研發企業借助這一平台篩選出了一批極具潛力的小分子苗頭化合物﹔在北京生命科學研究所,多個全新靶點完成概念性驗証,並發現了先導化合物﹔復旦大學、中國科學院某研究所等科研機構也正基於該平台設計新型抑制劑。

這場必將影響深遠的技術變革,發生在太湖之濱的濱湖區,絕非偶然。這裡集聚了無錫全市近90%的科教資源,僅省部屬科研院所就有12家。江南計算技術研究所、中國船舶科學研究中心等頂尖機構坐落其間。江南大學等高校則源源不斷地輸送著青年人才。濱湖秀美的山水,也為科研人員提供了潛心鑽研的靜謐空間。

濱湖區城市風光。濱湖區委宣傳部供圖

濱湖區城市風光。濱湖區委宣傳部供圖

“這裡既是‘神威’系列超算的誕生地之一,也擁有最懂超算、最需要算力支持的專家團隊和應用場景。”國家超級計算無錫中心副主任劉釗介紹。

過去十年,“神威·太湖之光”多次榮獲國際高性能計算應用領域“皇冠上最璀璨的明珠”——“戈登·貝爾獎”,該中心還組建起了一支近200人的研發團隊。這支隊伍讓超算從一套固定的硬件裝置,變成了能持續優化迭代、能對接千行百業需求的“活平台”。

在航空航天領域,民用飛機多學科聯合設計優化軟件平台攻克技術瓶頸,百萬核並行效率達89.65%﹔在氣象預報領域,蠡雲氣象大模型融合前沿AI架構,台風預報能力已達到國際水平﹔在低空經濟領域,智能低空數字孿生系統構建全域低空數字底座,可實現空域態勢實時感知、智能分析。

今年6月,中心成立十周年之際,“國家超級計算無錫中心智能計算應用服務平台”正式啟動。它能夠讓企業和研發機構便捷地調用算力與算法,為先進制造、新藥研發、氣候氣象等行業提供“開箱即用”的智能計算支撐。

劉釗描繪了一個更宏大的藍圖:“未來,我們希望實現科研人員隻需提出需求和問題,系統就能自動調度算力、運行軟件、評估結果。”在他看來,超級計算機正在從一個冰冷的“工具”,進化為一個懂行的“助手”。

目前,無錫超算正全力推進“超智融合”戰略,致力於讓傳統高性能算力和新型智能算力融合匯聚,像自來水和電力一樣,擰開閥門、按下開關就能順暢地流入產業的每一個角落。

從我國首個巨型計算機“銀河”,到如今的“神威·太湖之光”,新時代科技人正走在自己的長征路上。而這,只是一個開始。當算力真正成為基礎設施,當每一次虛擬篩選都在為新藥研發按下加速鍵,中國算力的征途上,還會有更多破冰之舉。

(責編:張鑫、李闊)

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