Invenția de chimie cuantică ultrarapidă care promite să accelereze descoperirea de medicamente și materiale noi. Cum ar putea schimba lumea

Un nou salt tehnologic ar putea schimba radical modul în care sunt dezvoltate medicamentele și materialele avansate. Compania QDX a lansat un motor software de chimie cuantică denumit Extreme-scale Electronic Structure System (EXESS), capabil, potrivit dezvoltatorilor, să reducă timpul necesar simulării reacțiilor moleculare complexe de la săptămâni la doar câteva minute.

În centrul acestei inovații stă o performanță impresionantă: sistemul poate efectua peste un quintilion de calcule pe secundă. Într-un domeniu în care fiecare atom adăugat într-o simulare crește exponențial complexitatea matematică, o asemenea putere de procesare poate însemna diferența dintre un proiect fezabil și unul abandonat din cauza limitărilor tehnice.

De ce a fost până acum atât de lentă chimia cuantică?

Chimia cuantică joacă un rol esențial în cercetarea modernă. De exemplu, atunci când este dezvoltat un nou medicament, cercetătorii trebuie să înțeleagă la nivel atomic cum interacționează molecula activă cu ținta sa biologică – de regulă o proteină. Simulările ajută la optimizarea structurii chimice, astfel încât legarea să fie mai rapidă, mai stabilă și mai eficientă.

Problema este că aceste calcule sunt extrem de costisitoare din punct de vedere computațional. Pe măsură ce crește numărul de atomi dintr-un sistem, iar proteinele pot conține mii, volumul de operațiuni matematice explodează. În multe situații, simularea completă a unui compus mare poate dura săptămâni întregi chiar și pe infrastructuri performante.

CEO-ul QDX, Loong Wang, explică faptul că în unele cazuri este efectiv mai rapid să sintetizezi fizic o moleculă și să o testezi în laborator decât să aștepți rezultatele unei simulări cuantice detaliate. Această limitare a frânat ani la rând utilizarea pe scară largă a chimiei cuantice în procesele industriale.

EXESS își propune să schimbe exact acest lucru: să transforme un instrument teoretic, dificil și lent, într-unul practic și rapid.

Ce este, de fapt, EXESS / Foto: QDX

Cum reușește EXESS să reducă drastic timpul de calcul

Potrivit dezvoltatorilor, noul motor rulează de 3.000 până la 4.000 de ori mai rapid decât multe pachete software tradiționale de chimie cuantică. Interesant este că această creștere de performanță nu vine din utilizarea computerelor cuantice, ci din optimizarea profundă a algoritmilor pe hardware convențional.

Vezi și:

Produsul cu cel mai mare adaos comercial din lume. Nu este nimic scump, dar nu poţi trăi fără el

Medicamentele și condusul în 2026: ce substanțe îți pot crea probleme la control și cum te protejezi

În mod tradițional, numeroase algoritme din chimia cuantică sunt concepute să funcționeze secvențial: fiecare pas depinde strict de cel anterior. Echipa QDX a regândit aceste procese astfel încât mai multe operațiuni să poată fi executate simultan. Practic, în loc de o singură „linie de producție” matematică, sistemul funcționează ca o bucătărie industrială unde mai multe preparate sunt gătite în paralel.

Un exemplu este utilizarea tehnicii de fragmentare moleculară. Problema complexă este împărțită în fragmente mai mici, care sunt calculate independent și în același timp. Ulterior, rezultatele sunt reunite pentru a obține imaginea completă a sistemului. Această abordare permite accelerarea dramatică a simulărilor pentru molecule mari, inclusiv proteine.

Conform declarațiilor companiei, există calcule care în mod normal ar necesita aproximativ o lună pentru a fi finalizate, dar care, rulate prin EXESS, pot fi încheiate în aproximativ 12 minute.

În prezent, QDX își concentrează eforturile pe aplicații în descoperirea de medicamente: identificarea și optimizarea interacțiunilor dintre substanțele active și țintele biologice, precum și analiza mecanismelor prin care apare rezistența la tratament. Totuși, potențialul tehnologiei se extinde și în știința materialelor, unde simulările cuantice pot ajuta la proiectarea de materiale mai rezistente, mai ușoare sau cu proprietăți electrice și optice speciale.

Compania oferă acces gratuit pentru anumite proiecte de cercetare aprobate, iar o versiune limitată este disponibilă și publicului larg. Miza reală, spun reprezentanții QDX, este ca această unealtă să fie folosită și în domenii neexplorate încă, acolo unde chimia cuantică ar putea genera soluții neașteptate.

Dacă promisiunile se confirmă în practică, EXESS ar putea marca un moment de cotitură: trecerea de la simulări lente și costisitoare la modelări rapide, integrate direct în fluxul de inovare. Iar pentru industria farmaceutică și cea a materialelor, viteza poate însemna ani câștigați în cursa pentru următoarea descoperire majoră.

Inteligența artificială schimbă războiul din Orientul Mijlociu. Decizii mai rapide, lovituri optimizate și erori care pot costa vieți