行進(jìn)中國｜太湖之濱，算力解碼新藥未來
來源： 人民網(wǎng)－江蘇頻道
2026-07-12 17:29:00
在北京生命科學(xué)研究所的一間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，資深研究員黃牛和團(tuán)隊(duì)成員正緊盯著屏幕，一組剛剛運(yùn)行完的計(jì)算結(jié)果赫然呈現(xiàn)。依托“神威·太湖之光”超級計(jì)算機(jī)的磅礴算力，他們已經(jīng)在海量虛擬篩選的結(jié)果中，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，成功找到了六把可能解決新藥研發(fā)難題的候選“鑰匙”——分別針對六種重要疾病靶點(diǎn)的潛在藥物先導(dǎo)化合物。
這是一場關(guān)于速度與成本的技術(shù)變革。過去，新藥研發(fā)中的超大規(guī)模虛擬篩選任務(wù)，計(jì)算費(fèi)用高達(dá)千萬元，讓無數(shù)科研人員和中小團(tuán)隊(duì)望而卻步。而現(xiàn)在，這一切正在被改寫。
“在SWDOCKP2誕生之前，這事我們想都不敢想?！秉S牛感慨道。
在過去將近一年時間里，他的團(tuán)隊(duì)完成了一項(xiàng)堪稱壯舉的任務(wù)：將約150萬個化合物，針對約6000個人類疾病靶點(diǎn)蛋白質(zhì)，全部進(jìn)行了計(jì)算篩選，總計(jì)算量高達(dá)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(diǎn)就是鎖芯。傳統(tǒng)的新藥研發(fā)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(shù)，就像給科研人員加裝了一套“智能導(dǎo)航”，幫助他們快速鎖定目標(biāo)。
“這就像我們領(lǐng)域的DeepSeek時刻?！闭劶俺晒?，黃牛很是興奮，“對于患者而言，創(chuàng)新藥物研究是從0到1的跨越。那些過去無藥可醫(yī)的疾病，有了研發(fā)新藥的起點(diǎn)?！?/p>
然而，一次超大規(guī)模虛擬篩選往往需調(diào)用大規(guī)模高性能計(jì)算集群連續(xù)運(yùn)行數(shù)周甚至數(shù)月，成本估算高達(dá)數(shù)千萬元?！爱?dāng)化學(xué)庫膨脹到百億級時，就算是頭部藥企也難以承擔(dān)算力成本。”黃牛說。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2020年初，一次線上學(xué)術(shù)交流讓黃牛與國家超級計(jì)算無錫中心結(jié)了緣。
彼時，國家超級計(jì)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(zhuǎn)化為科研生產(chǎn)力。
具有跨學(xué)科背景的沈成博士成為新藥發(fā)現(xiàn)平臺負(fù)責(zé)人，他協(xié)調(diào)來自清華大學(xué)、山東大學(xué)、北京生命科學(xué)研究所等多方力量組建跨學(xué)科聯(lián)合團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了高效超大規(guī)模藥物虛擬篩選軟件，將經(jīng)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(jì)算機(jī)上，并進(jìn)行了深度優(yōu)化。
2022年，首版軟件SWDOCK實(shí)現(xiàn)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(diào)度3900萬個計(jì)算核心，實(shí)現(xiàn)每日1.9萬億次對接?！叭粢糟y河系約4000億顆恒星為參照，單日篩選量相當(dāng)于五個銀河系的恒星總和。”沈成說。
這場技術(shù)突破的影響已經(jīng)開始顯現(xiàn)。在北京、上海、蘇州，多家新藥研發(fā)企業(yè)借助這一平臺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(xué)研究所，多個全新靶點(diǎn)完成概念性驗(yàn)證，并發(fā)現(xiàn)了先導(dǎo)化合物；復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)院某研究所等科研機(jī)構(gòu)也正基于該平臺設(shè)計(jì)新型抑制劑。
這場必將影響深遠(yuǎn)的技術(shù)變革，發(fā)生在太湖之濱的濱湖區(qū)，絕非偶然。這里集聚了無錫全市近90%的科教資源，僅省部屬科研院所就有12家。江南計(jì)算技術(shù)研究所、中國船舶科學(xué)研究中心等頂尖機(jī)構(gòu)坐落其間。江南大學(xué)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鉆研的靜謐空間。
“這里既是‘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(tuán)隊(duì)和應(yīng)用場景。”國家超級計(jì)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(jì)算應(yīng)用領(lǐng)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(fā)團(tuán)隊(duì)。這支隊(duì)伍讓超算從一套固定的硬件裝置，變成了能持續(xù)優(yōu)化迭代、能對接千行百業(yè)需求的“活平臺”。
在航空航天領(lǐng)域，民用飛機(jī)多學(xué)科聯(lián)合設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件平臺攻克技術(shù)瓶頸，百萬核并行效率達(dá)89.65%；在氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域，蠡云氣象大模型融合前沿AI架構(gòu)，臺風(fēng)預(yù)報(bào)能力已達(dá)到國際水平；在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，智能低空數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建全域低空數(shù)字底座，可實(shí)現(xiàn)空域態(tài)勢實(shí)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(jì)算無錫中心智能計(jì)算應(yīng)用服務(wù)平臺”正式啟動。它能夠讓企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)便捷地調(diào)用算力與算法，為先進(jìn)制造、新藥研發(fā)、氣候氣象等行業(yè)提供“開箱即用”的智能計(jì)算支撐。
劉釗描繪了一個更宏大的藍(lán)圖：“未來，我們希望實(shí)現(xiàn)科研人員只需提出需求和問題，系統(tǒng)就能自動調(diào)度算力、運(yùn)行軟件、評估結(jié)果?！痹谒磥?，超級計(jì)算機(jī)正在從一個冰冷的“工具”，進(jìn)化為一個懂行的“助手”。
目前，無錫超算正全力推進(jìn)“超智融合”戰(zhàn)略，致力于讓傳統(tǒng)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(guān)就能順暢地流入產(chǎn)業(yè)的每一個角落。
從我國首個巨型計(jì)算機(jī)“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(dāng)算力真正成為基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)每一次虛擬篩選都在為新藥研發(fā)按下加速鍵，中國算力的征途上，還會有更多破冰之舉。