法国的研究人员使用来自 Amazon Web Services （AWS） 的高性能计算 （HPC） 来分离出两种化合物，它们可能会减缓或阻止 COVID-19 的传播，并可能降低其严重程度。这些发现是通过分析一种关键“蛋白酶”的分子结构而获得的，“蛋白酶”是一种负责调节病毒化学反应的大分子。随着对分子独特结构特征的深入了解，研究人员检测到了蛋白酶的脆弱区域，并将弱点与两种新的可合成化合物（换句话说，新的潜在药物）相匹配。如果您将蛋白酶想象成一座拥有数百万扇锁着的门的不可思议的大型摩天大楼，那么 AWS 的 HPC 系统套件使研究人员能够以比过去快得多的速度对研究人员进行分类并找到正确的密钥来解锁新的化合物和治疗方法。科学家使用 AWS 超级计算机在 11 天内发现了 9 种新型冠状病毒基于 Amazon Web Services （AWS） 构建，该计算机提供了世界上最全面的关于可能感染人类的病毒的开放数据库，有助于在大流行开始之前阻止它们。以前，这样的努力需要几个月甚至几年的时间，“Qubit Pharmaceuticals 首席执行官 Robert Marino 说，该公司与来自意大利、法国、瑞士和化学公司 Enamine 的研究人员合作，对化合物进行分析和合成。“现在，我们能够在几个月内做出这些发现。”这些化合物将继续在临床前环境中进行测试，监管机构将评估其作为治疗或治愈的功效。尽管云计算的力量已经令人印象深刻，但马里诺表示，应用大量计算能力来分离新化合物和寻找新疗法的影响和能力只会在未来五到十年内增加。许多医学和生物学研究界都关注量子计算的发展，这是一种计算处理形式，它使用量子力学的可变状态（原子内的力）来存储信息，而不是使用传统的 1 和 0 来存储位。虽然量子计算还处于早期阶段，但在 Qubit 和加州理工学院 AWS 量子计算中心等地工作的研究人员的目标是释放量子计算的力量，以指数级方式加快计算任务。研究人员预计某些计算任务的速度会提高，这令人费解。例如，传统超级计算机在 10,000 年内解决的问题，理论上量子机器只需几分钟即可解决。换句话说，当我们进入量子计算领域时，解决经典计算基本上不可能解决的问题就成为可能。AWS 推出新的量子计算中心Amazon Web Services （AWS） 量子计算中心在加州理工学院开设新设施，旨在构建更大、更准确的量子计算机。根据马里诺的说法，量子计算对医学研究的真正价值不在于处理速度，而在于量子计算机在解决问题时可以处理的复杂程度。生物分子存在于令人难以置信的复杂系统中。蛋白质、糖、脂肪、DNA、RNA 以及介于两者之间的大量化学标记物都相互作用、弯曲、改变形状、分裂和生长。此外，研究人员必须了解导致分子改变形状和特性的温度、压力、盐度和环境变量的影响。马里诺说，能够一次绘制所有这些因素并“立即”进行分析是医学研究的未来所在。到目前为止，只有量子计算表明有能力处理如此多的数据和计算成本。尽管如此，这两种潜在的 COVID-19 治疗方法的发现依赖于一系列令人印象深刻的高性能计算系统。索邦大学理论化学实验室于 2020 年 5 月绘制了 COVID-19 的原始地图，当时感染人数猛增。他们依靠法国国家超级计算中心和 AWS 服务来执行模拟并对形成冠状病毒的蛋白质进行建模。在 AWS 云中进行了进一步的模拟，资金来自 AWS 授予的 COVID-19 特别赠款，以加速该疾病的治疗和治愈。此外，研究团队依靠 Amazon Elastic Compute Cloud （Amazon EC2） 和 NVIDIA 图形处理单元和 EC2 On-Demand 来扫描庞大的化学库，从而索引潜在的治疗方法;Amazon Elastic File System （Amazon EFS） 为研究人员提供了可扩展和加密的文件存储;以及部署在 AWS 上的 Tinker-HP，提供了高性能的分子动力学软件。使用这些工具，该团队可以探索庞大的数据库并审查以前可能因时间和成本而被忽略的潜在治疗方法。云驱动的诊断工具对于抗击 COVID-19 至关重要AWS 将在 2021 年分配 1200 万美元，并扩大其抗击 COVID-19 计划的范围。Marino 说，COVID-19 只是这种 HPC 计算方法针对的一种疾病。Qubit 还将其专有软件与 AWS 的计算和分析服务结合使用，以寻找癌症和其他关键疾病的潜在治疗方法。
