製藥巨頭羅氏公司(Roche)正在與量子計算初創公司劍橋量子計算公司(CQC)合作，尋求一種治療疾病的新方式。

這項為期多年的合作將羅氏和CQC的專業知識相結合，大力推動量子計算在製藥相關問題上的應用，加速業界向量子優勢邁進。

此次合作是迄今為止，在量子計算領域最具實質性的研究成果之一。

1. 為什麼這麼做

英國當地時間1月28日，羅氏宣佈將使用CQC的專門演算法，模擬量子尺度的相互作用，研究治療阿爾茨海默病(Alzheimer's disease, AD)和其他疾病的新療法。

量子計算機能夠在最基本的層面上模擬現實，是快速搜尋新藥物的理想工具。當然，前提是量子計算機能夠正常工作。

2. 怎麼做

CQC沒有建造量子計算機，相反，它設計了量子演算法。當在量子計算機上執行量子演算法時，可以產生十分強大的洞察力。

同時，公司在量子化學領域發表了大量論文，且聘請了許多量子化學人才。去年12月，CQC還完成了4500萬美元的融資(約合人民幣2.9億)，投資者包括霍尼韋爾和IBM等。

CQC目前正在持續招聘，以推動其在製藥行業的發展。而從其招聘情況來看，公司需要量子化學博士來擔任工程職位。

羅氏將用CQC的EUMEN量子化學平臺，來模擬量子尺度的相互作用，從而確定可以證明對治療疾病有效的分子組合。

EUMEN是CQC開發的一個軟體包，透過量子計算來促進藥物、特種化學品、農用化學品和功能材料的設計。

找到一種新藥物的困難程度好比大海撈針，但量子計算機可以加速這個過程。不僅能為製藥公司節省資金，也有望更快為患者提供新的治療方案。

3. 先前背景

在此之前，羅氏曾與牛津大學的研究生合作進行分子模擬。而就在本月初，全球領先的研發驅動製藥公司勃林格殷格翰(Boehringer-Ingelheim, BI)宣佈與谷歌達成合作協議。

羅氏還成立了“羅氏合作伙伴(Roche Partnering)”部門，該部門旨在為羅氏面向硬體/軟體資源公司建立可能的合夥關係，同時幫助合作公司深入瞭解應用程式、工作負載及量子演算法和系統所需的主要驅動因素等。

去年的一次採訪中，CQC的執行長Ilyas Khan表示，量子計算的影響將是深遠的，尤其是在化學和材料科學領域。

Ilyas Khan補充說，多年來，量子計算為新療法的發現帶來了巨大希望，幫助人類與一些最具毀滅性和破壞性的疾病作鬥爭。

4. 問題點

雖然量子計算機功能強大，但仍然容易出錯且不穩定，這限制了其實用價值。這就要求開發定製演算法，以充分利用量子計算機系統。

歸根結底，正如CQC的執行長Ilyas Khan所述，需要一個“量子系統”才能理解“量子系統”。

羅氏的全球區域負責人Mariëlle van de Pol表示，量子計算帶來的可能性，將掀起製藥業的波瀾。其中，最有前途的應用之一就是模擬分子及其化學行為，這有助於使藥物研發更快速、更精確。

也可以用於機器學習中的量子神經網路(QNN)，從而解決類似蛋白質摺疊(protein folding)這樣的最佳化問題。

而在生物醫學影像分析中，量子計算機可以幫助檢測由疾病引起的拓撲變化。

在這個量子計算的早期發展階段，儘管量子硬體有一系列不同的體系結構、製備方法、相干時間等，但似乎還是有足夠多的選擇，且這些可供選擇的硬體效能大致相當。