分子之心QuantaMind登Science Advances
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AI 摘要依据下方信源原文自动整理，非原文转载反应性原子建模新平台
分子之心自主研发了QuantaMind反应性原子建模平台，相关研究已发表在Science Advances期刊。该平台旨在解决传统计算化学方法面临的困境：密度泛函理论（DFT）虽然精度高，但面对大型体系时计算量巨大，难以直接运行；经典分子动力学虽能处理大体系，却无法描述化学键的断裂与生成。QuantaMind通过反应性原子建模，在保持量子化学精度的同时，显著提升了计算效率，为大规模体系的化学反应模拟提供了新途径。
模拟规模与速度突破
QuantaMind在模拟规模和速度上实现了显著突破。论文中验证的最大体系为24001原子，最长模拟时间达到20纳秒。在最新扩展测试中，该平台已能处理十万原子级体系，并实现百纳秒尺度的模拟。在A100 80GB GPU上，其推理速度为4.2×10⁻⁶秒/原子/步，最新测试进一步降至2.1×10⁻⁶秒/原子/步。对于十万原子级体系，单位时间步的模拟耗时仅需0.25秒。这些性能指标使得大规模、长时程的化学反应模拟成为可能。
精度验证与实验对比
研究团队通过多个体系验证了QuantaMind的精度。对17792原子的PET水解酶体系进行了6纳秒模拟，完成了完整的催化循环；抽取342个构型进行DFT单点计算，力分量的Pearson相关系数超过0.99。在24001原子水体系中，质子扩散系数的模拟值为0.87±0.10Ų/ps，与实验值0.94/0.96相近；9999原子水体系模拟3纳秒，自解离pH为6.34±0.06，实验值为6.13±0.03。溶菌酶20纳秒模拟估算His15的pKa约为5.81，核磁共振实验值为5.5。这些结果展示了平台在复杂体系中的可靠性。
应用案例与效率表现
在实际应用中，QuantaMind已用于pH敏感抗体项目，候选抗体在pH6.0时的解离速率达到pH7.4时的62倍，体现了平台在生物大分子相互作用研究中的潜力。效率方面，约18000原子的PETase体系每纳秒模拟约需20小时，而十万原子级体系单位时间步仅需0.25秒，表明平台在保持精度的同时，能够高效处理大规模体系，为相关领域的研究提供了有力工具。
为什么值得看
突破生物分子反应模拟的精度、速度与尺度不可能三角，推动药物设计从试错转向计算。
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