Сада је доступан моћни квантни хемијски мотор који може помоћи научницима да се позабаве сложеним хемијским проблемима. Нова технологија би могла драстично да убрза истраживање у откривању лекова, науци о материјалима и другим областима, тврди програмер система, КДКС.
Систем електронских структура екстремних размера (ЕКСЕСС) може да изврши више од 1 квинтилиона прорачуна у секунди да би се бавио питањима у квантној хемији, рекли су представници КДКС-а у изјава.
Али традиционално, моделирање квантне хемије „заузима апсолутно мамутску количину“ рачунарске снаге, Лоонг Вангизвршни директор КДКС-а, рекао је за Ливе Сциенце. „Заправо је, у многим ситуацијама, заиста брже синтетизовати једињење и тестирати га током неколико недеља него покушати да извршите прорачун за то једињење.“
Количина потребне рачунарске снаге експоненцијално се повећава са бројем атоми у систему. Прецизно решавање проблема са великим молекулима као што су протеини, који могу да садрже хиљаде атома, брзо постаје неодрживо. Сврха ЕКСЕСС-а, рекао је Ванг, је да „квантну хемију учини довољно брзом да се користи у пракси“.
ЕКСЕСС ради 3.000 до 4.000 пута брже од многих других софтверских пакета квантне хемије, каже КДКС, отварајући прорачуне са великим молекулима попут протеина. Не постоји ниједна иновација која покреће то огромно повећање, а ради на конвенционалном хардверу — па не квантно рачунарство је потребно. Уместо тога, Ванг и његове колеге су оптимизовали многе појединачне компоненте софтвера, које заједно повећавају брзину и обим прорачуна.
„Постоје прорачуни за које би, у принципу, требало око месец дана за које је заправо потребно 12 минута“
Лоонг Ванг, извршни директор КДКС-а
Један од начина на који је тим убрзао прорачуне био је проналажење начина за покретање више операција у исто време. Многи алгоритми квантне хемије су дизајнирани да раде у секвенцијалним корацима. Али чак и са изузетном рачунарском снагом, „девет кувара не може да кува рецепт у једној деветини времена“, рекао је Ванг. Тим је пронашао начине да измени алгоритме или теоријске приступе како би омогућио да се више процеса изводи у тандему, попут „индустријске кухиње у којој само правите рецепте“, додао је Ванг.
На пример, тим је применио технику познату као молекуларна фрагментација, која разлаже проблем на мање фрагменте, израчунава те фрагменте у исто време, а затим спаја те делове заједно. То им је омогућило да убрзају велике прорачуне извођењем много мањих прорачуна одједном.
„Постоје прорачуни који би, у принципу, трајали око месец дана који би заправо трајали ближе 12 минута“ када се користе ЕКСЕСС, рекао је Ванг за Ливе Сциенце.
КДКС је тренутно фокусиран на коришћење ЕКСЕСС-а за откривање лекова, проналажење и оптимизацију интеракција између лекова и тела или боље разумевање како постојећи лекови функционишу и зашто људи развијају отпорност на њих. Али компанија нуди бесплатан приступ одобреним истраживачким пројектима. Ограничена верзија софтвера је такође доступан широј јавности.
„Надам се да људи раде ствари које ми тренутно не радимо, и то не мислим са конкурентске тачке гледишта“, рекао је Ванг. „Имамо неколико проблема на које одлучујемо да се фокусирамо на које мислимо да су заиста интересантни. Али оно што заиста желимо да видимо је да се људи фокусирају на осталих 99% проблема који постоје, и виде шта раде са тим, и виде да ли ћемо у неким од тих области можда бити изненађени како квантна хемија може да помогне да се направи разлика.“
