假如我们能在进入实验室之前就模拟药物发现过程会怎样?假如量子传感能够在疾病显现症状之前检测到它呢?假如医学上最强大的突破不是来自显微镜,而是来自代码呢?
题为《迈向未知:量子、人工智能技术与药物发现的未来》的BioMelbourne Network最新一期座无虚席的BioForum探讨了量子和人工智能技术如何重塑这些可能性。活动吸引了150多位来自行业、研究、初创企业、政策和监管领域的好奇人士,他们在线上线下齐聚一堂。此次活动得到了维多利亚州政府的支持,由Quantum Australia赞助,并由Jumar Bioincubator主办。
活动开始时,BioMelbourne Network首席执行官Karen Parr提醒与会者,量子和人工智能可能是复杂的领域,但好奇心才是发现的真正驱动力。她表示,这次论坛不仅仅是解释科学,而是创造一个共享空间,共同探索其影响。
她强调了提出大胆问题的重要性,拥抱我们尚未了解的事物,并在科学、产业和现实世界成果之间架起桥梁。
关键时刻
维多利亚州首席科学家Amanda Caples博士将讨论置于更广泛的战略背景中:
“毫无疑问,在2025年,我们正处于一个新时代的门槛,人工智能和量子技术将对我们的行业产生重大影响——从药物发现到患者选择。”
她谈到了明确界定“量子”一词的重要性,指出:“量子计算、量子传感、量子成像、量子通信、量子材料、量子化学——这是一个很长的清单,我敦促你们在别人使用这个词时问清楚他们的意思。”
Caples博士还强调了维多利亚州在量子和生命科学方面的优势,突出了不仅创造研究产出,还创造全球竞争力的可能性。“这是一个梦想中的专家组。这些人是我想要在这个房间里进行这场对话的人,”她指的是BioForum演讲者和小组成员的广泛专业知识。
重新设计流程
Walter and Eliza Hall医学研究所(WEHI)治疗发现副主任兼新药与诊断部门负责人Guillaume Lessene教授从典型的药物开发过程中提供了务实的观点:
“这个过程既缓慢又昂贵。从我们发现一个分子到它到达患者手中,可能需要10到15年的时间。尽管如此,我们已经能够开发出好的药物。但是想象一下,如果我们拥有AI和量子的力量,我们能做些什么。”
他概述了量子力学如何让科学家更好地理解动态相互作用——即体内分子不断变化的形状,这是使用经典方法难以准确建模的。“我们开始越来越多地思考动态——这些分子在现实生活中的相互作用方式——这就是量子将产生巨大影响的地方。”
他以一句令人深思的话结束发言:“最终,我们并不是用虚拟药物治疗患者。在物理实验室中还有很多工作要做。我们仍然需要制造这些药物并在临床试验中深入测试,以确保它们安全且有效。”
量子技术的实际应用
昆士兰大学ARC量子生物技术卓越中心主任Warwick Bowen教授扩展了融合的主题:“人工智能在于处理非常复杂的世界并找到其中的模式。而量子计算则允许你处理某些非常精确、极其困难的计算,这是经典计算机无法做到的。”
他指出,量子和人工智能重叠不多,但它们在一起具有巨大的协同效应。Bowen还强调了量子物理在医疗技术中的长期作用,提醒观众我们正在一个世纪的进步基础上继续前进,量子技术并不新鲜——只是变得更加强大。“量子物理支撑了我们今天使用的许多东西,从核磁共振成像机到血液测试中使用的传感器,”他解释道。
他表示,现在发生变化的是小型化、可负担性和实时处理。这些进步可能会实现即时护理成像和全新的诊断形式。“我们已经在成像、传感器以及越来越在模拟中看到了影响。工具已经在这里。挑战在于将它们与行业需求连接起来,”他说,这可以帮助在全国范围内,包括偏远地区,让更多人获得医疗服务。
设计自动驾驶实验室
从意大利远程连线的莫纳什大学高性能计算与计算科学教授Giuseppe Barca介绍了AI驱动、量子加速的药物发现平台的开发窗口。
他描述了他的团队如何构建一个“药物设计自动化系统”,该系统可以利用自动化和计算来设计、测试和优化候选药物——整合人工智能、高性能计算和量子化学。
“在这种情况下,人工智能用于处理所有这些分子并理解它们——看到什么是新的,什么是新颖的,从未被制造过的。并对未探索的化学空间进行某种聚类分析,看看我们可以走向哪里。”
Barca教授还解释了量子方法如何帮助优先选择值得合成的化合物:“然后我们使用量子化学来确定一个化合物是否有用。”
从小组到现场:推动对话的问题
PTNG Scientific首席执行官Simona John von Freyend博士主持了讨论,提出了多层次的问题——从如何为量子赋能的药物发现建立劳动力准备,到需要什么样的跨学科教育模式来满足未来的需求。她还询问了人工智能是通向量子的垫脚石还是独立的变革力量。这引发了一场热烈的讨论,小组成员一致认为这些技术是互补的,而非顺序的,成功将依赖于同时投资两者。
小组成员还包括澳大利亚医学创新人工智能中心(ACAMI)发展总监Jane Leong博士,拉筹伯大学。Leong博士在商业化和人工智能解决方案方面有深厚的专业知识,她为讨论带来了敏锐的行业视角——特别是在扩大创新规模和弥合研究、监管和市场需求之间的差距方面。她强调了开发者和最终用户早期互动的必要性,指出:“我们常常过于专注于证明科学,却忘记了验证问题。”
正如Bowen教授所说:“最好的进展不会孤立发生。它们会在不同背景的人们聚在一起并提出正确问题的地方发生。”
在讨论过程中,演讲者们强调了透明度、现实期望和跨学科合作的重要性——从量子物理学家和化学家到监管机构和临床研究人员。
在问答环节,观众提出了深思熟虑且有时颇具挑衅性的问题,反映了房间内经验的多样性。话题范围从澳大利亚的量子基础设施可用性,到AI训练数据中的偏见风险,以及自动化在决策中的伦理使用。一位与会者询问了“量子”作为流行语日益增长的使用是否会过度吹嘘其当前能力,引发了关于管理期望的同时保持雄心壮志的丰富讨论。这些问题凸显了该行业不仅对科学本身,而且对塑造这些工具应用方式的系统和伦理的关注程度。
好奇心、能力和下一步
最后,Quantum Australia合作伙伴发展负责人Joe Dodd指出,澳大利亚目前在经合组织(OECD)中AI和量子研究出版物排名首位——这一地位现在需要转化为能力和影响。
得益于维多利亚州政府、Quantum Australia和Jumar Bioincubator的支持,此次BioForum不仅创造了清晰,还创造了动力。它开辟了一个发现、辩论和联系的空间——这是重塑药物发现可能性的第一步。
正如CEO Karen Parr在活动开始时所说:“我们正迈向未知——不是独自一人,而是携手同行。”这次BioForum正是证明了这一点。
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