Le logiciel performant peut réduire le temps nécessaire à la simulation de réactions impliquant de grandes molécules, passant de plusieurs semaines à quelques minutes seulement.
Un exemple de graphique de calcul d’énergie à point unique d’EXESS (Crédit photo : QDX)Abonnez-vous à notre newsletter
Un puissant moteur de chimie quantique est désormais disponible, capable d’aider les scientifiques à résoudre des problèmes chimiques complexes. Cette nouvelle technologie pourrait considérablement accélérer la recherche dans la découverte de médicaments, la science des matériaux et d’autres domaines, affirme QDX, le développeur du système.
L’Extreme-scale Electronic Structure System (EXESS) peut effectuer plus d’un quintillion de calculs par seconde pour répondre à des questions de chimie quantique, ont déclaré des représentants de QDX dans un communiqué.
Mais traditionnellement, la modélisation de la chimie quantique “nécessite une quantité absolument colossale” de puissance de calcul, a déclaré Loong Wang, PDG de QDX, à Live Science. “Il est en fait, dans de nombreuses situations, plus rapide de synthétiser un composé et de le tester sur plusieurs semaines que d’essayer de faire un calcul sur ce composé.”
La quantité de puissance de calcul nécessaire augmente exponentiellement avec le nombre d’atomes dans le système. Résoudre avec précision des problèmes impliquant de grandes molécules comme les protéines, qui peuvent contenir des milliers d’atomes, devient rapidement irréalisable. Le but d’EXESS, a dit Wang, est de “rendre la chimie quantique suffisamment rapide pour être utilisée en pratique.”
EXESS est 3 000 à 4 000 fois plus rapide que de nombreux autres progiciels de chimie quantique, selon QDX, ouvrant la voie à des calculs avec de grandes molécules telles que les protéines. Il n’y a pas d’innovation unique à l’origine de cette énorme augmentation, et il fonctionne sur du matériel conventionnel — donc aucun calcul quantique n’est nécessaire. Au lieu de cela, Wang et ses collègues ont optimisé de nombreux composants individuels du logiciel, qui, ensemble, augmentent la vitesse et l’échelle des calculs.
“Il existe des calculs qui prendraient, en principe, environ un mois et qui prennent en réalité près de 12 minutes”
Loong Wang, PDG de QDX
L’une des façons dont l’équipe a accéléré les calculs a été de trouver des moyens d’exécuter plusieurs opérations simultanément. De nombreux algorithmes de chimie quantique sont conçus pour fonctionner en étapes séquentielles. Mais même avec une puissance de calcul extraordinaire, “neuf chefs ne peuvent pas cuire une recette en un neuvième du temps”, a dit Wang. L’équipe a trouvé des moyens de modifier les algorithmes ou les approches théoriques pour permettre à plus de processus d’être exécutés en parallèle, comme “une cuisine industrielle où l’on prépare des recettes en continu”, a ajouté Wang.
Deux graphiques montrent un calcul d’énergie à point unique d’EXESS. (Crédit photo : QDX)
Par exemple, l’équipe a mis en œuvre une technique connue sous le nom de fragmentation moléculaire, qui divise un problème en fragments plus petits, calcule ces fragments simultanément, puis rassemble ces pièces. Cela leur a permis d’accélérer les calculs complexes en exécutant de nombreux calculs plus petits en parallèle.
“Il existe des calculs qui prendraient, en principe, environ un mois et qui prennent en réalité près de 12 minutes” lorsqu’ils sont exécutés avec EXESS, a déclaré Wang à Live Science.
QDX se concentre actuellement sur l’utilisation d’EXESS pour la découverte de médicaments, en trouvant et en optimisant les interactions entre les médicaments et le corps ou en mieux comprenant comment les médicaments existants fonctionnent et pourquoi les gens y développent des résistances. Mais l’entreprise offre un accès gratuit aux projets de recherche approuvés. Une version limitée du logiciel est également disponible pour le grand public.
“J’espère que les gens feront des choses que nous ne faisons pas actuellement, et je ne le dis pas d’un point de vue concurrentiel”, a dit Wang. “Nous avons quelques problèmes sur lesquels nous choisissons de nous concentrer et que nous trouvons vraiment intéressants. Mais ce que nous voulons vraiment voir, c’est que les gens se concentrent sur les 99% restants des problèmes existants, et voient ce qu’ils en font, et voient si, dans certains de ces domaines, nous pourrions être surpris de voir comment la chimie quantique peut aider à faire une différence.”
Sourse: www.livescience.com