| 양자 컴퓨팅 플랫폼을 이용한 코로나19 보조 검사키트 개발 | ||
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  안후이한하이보싱(安徽瀚海博兴)생물기술유한회사는 허페이번위안(合肥本源)양자컴퓨터과학기술유한회사와 공동으로 양자컴퓨팅 플랫폼을 이용하여 일련의 바이러스 특이성 식별 콜로이드질 금 시약키트-코로나19 항원면역 검사키트, 항원항체 혼합검사키트 등 제품을 개발했다. 해당 제품은 핵산검사를 효과적으로 지원함으로써 핵산검사의 주기가 길고, 조작이 복잡하며 검사 장소와 인력에 대한 요구가 높은 등 어려움을 극복하고 혈청학적 항체검사의 발견 시간이 늦고 일부 면역결핍 인원에 대한 검사가 이루어지지 않는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 해당 제품은 이미 유럽 CE 인증을 획득하였고 중국 상무부의 수출 화이트리스트에 수록되었다. 1) 양자 알고리즘으로 바이러스 구조에 대한 신속한 시뮬레이션 달성 양자 컴퓨팅은 양자역학 법칙에 따라 양자 정보 유닛을 조절하여 계산을 진행하는 새로운 계산 모드이다. 계산 효율의 관점에서, 양자 역학의 중첩성으로 인해 양자 알고리즘의 계산 속도는 기존의 범용 컴퓨터보다 훨씬 빠르다. 생물과학기술 분야에서 양자 컴퓨팅은 분자 구조와 특이성을 시뮬레이션하는 능력을 크게 확장시킬 수 있다. 양자 컴퓨팅은 대규모의 분석과 기계 학습을 통하여 유전자 발현을 해명하고 구체적인 돌연변이 생성의 비밀을 탐색하는데 도움을 준다. 양자 컴퓨팅 시대에 양자 응용 시스템을 통하여 양자 컴퓨팅의 구체적인 응용 정경을 탐색하는 것은 이미 업계의 발전 추세가 되고 있다. 신약 개발은 현대 선진컴퓨팅 플랫폼의 가장 중요한 응용 분야이다. 통계에 따르면, 현재 시중의 80% 이상의 신약 개발은 모두 슈퍼 컴퓨팅 플랫폼에 의해 완성된다. 2020년, 캐나다 D-Wave 시스템회사는 코로나 바이러스 연구를 위한 혼합 양자 컴퓨팅 플랫폼을 무료 개방하였다. 2019년 9월, 세계 최초 양자 컴퓨터 응용 소프트웨어인 번위안(本源) 양자화학 응용 시스템-ChemiQ가 공식 발표되었다. 이는 중국 최초의 양자 화학과 약물 개발을 위한 알고리즘 응용 프로그램이다. 유효 약물 개발 과정에서도 양자 컴퓨터의 신속한 데이터 처리 기능을 이용하여 분자, 단백질과 화학물질 사이의 상호작용을 평가함으로써 약물의 특정 문제 해결하거나 질병 치료 여부를 검사할 수 있다. 양자 ChemiQ 화학 응용 시스템은 화학분자의 다양한 결합길이에 대응하는 에너지를 시뮬레이션 계산하여 화학 분야에서 양자 컴퓨팅의 응용을 위한 기반을 마련하고 양자 컴퓨팅 응용 탐색, 생물 과학기술 개발 프로세스 추진 등에 사용할 수 있다. 연구팀이 개발한 양자 컴퓨팅 알고리즘은 바이러스 구조에 대한 시뮬레이션 및 약물 표적에 대한 정렬, 최적화 조합과 선별 등을 진행한다. 2019년 9월 11일, 한하이보싱회사는 번위안양자컴퓨팅 산업연맹 OQIA에 가입하여 공동으로 양자 컴퓨팅을 이용한 생물 거대분자 재조합, 단백질 정향진화 등 분야의 개발을 추진했다. 연구팀은 해당 양자 알고리즘 프로그램 소프트웨어 패키지를 이용하여 코로나19의 화학분자 구조와 동역학적 진화에 대한 양자 시뮬레이션을 진행하고 다수의 고도로 특이하고 친화력이 높은 코로나19 S 단백질과 N 단백질의 완전인간 항체, 나노 알파카(Alpaca) 항체 및 토끼 항체를 개발하였다. 또한, 양자 화학 알고리즘에 근거하여 항체 친화력과 입체 장애를 개선하여 항체 최적화를 달성하고 구조 시뮬레이션, 실험 재검증 등을 통하여 다중 균주 간의 효과적인 짝짓기를 달성했다. 양자 컴퓨팅의 도움으로 더 빨리 코로나 19를 극복하기 위한 보다 신속하고 정확하며 편리한 검사 도구를 제공할 수 있다. 연구팀은 새로운 기술을 이용하여 불과 12일 동안에 코로나19 외부 "스파이크" 단백질을 분석했다. 에이즈바이러스(HIV)는 유사한 구조 분석에 4년의 시간이 결렸다. 새로운 기술은 기존의 약물 개발에서 지나치게 경험에 의존하는 국면을 극복했다. 분자는 제조된 후, 테스트를 거쳐야 하며 그 효과를 미리 정확하게 예측할 수 없을 뿐만 아니라 향후의 합병증도 예측할 수 없다. 이는 약물 개발 분야의 원가와 효율비율에 큰 영향을 미친다. 무한한 컴퓨팅 기능을 이용할 경우, 데이터베이스를 간단히 스캔하고 각각의 분자가 코로나19 치료나 백신 개발에 사용 가능한지 여부를 계산할 수 있다. 분자들을 시뮬레이션 환경에 입력하고 화학 공간에서 선별하여 문제의 해결 방안을 찾을 수 있다. 단백질 크기의 분자를 시뮬레이션하기에 충분한 양자 컴퓨터를 제조하기까지 수십 년이 걸릴 수도 있지만 이러한 컴퓨터가 출시되기만 하면 제약과 화학공업 운영 방식에 철저한 변혁이 발생한다. 새로운 전염병이 나타날 경우, 며칠 내에 식별하고 잠재적인 백신 또는 약물을 개발할 수 있다. 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/16GiI-AVl5wIQRUhFLygBg |
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