近日,量子AI初創(chuàng)公司SandboxAQ宣布獲得4.5億美元E輪融資,本輪融資吸引了谷歌、英偉達以及法國巴黎銀行等行業(yè)巨頭的投資,總?cè)谫Y額9.5億美元,公司估值達到57.5億美元(約合人民幣419.3億元)。
SandboxAQ是2022年從谷歌母公司Alphabet拆分出來的公司,利用量子計算技術(shù)開發(fā)人工智能模型,已成功研發(fā)了大型定量模型(Large Quantitative Models,LQMs)。其量子模型服務(wù)于生命科學(xué)、金融服務(wù)、導(dǎo)航等多個領(lǐng)域,可用于處理大量數(shù)值數(shù)據(jù)集、執(zhí)行復(fù)雜計算和進行統(tǒng)計分析,正在不斷打破技術(shù)邊界,具有巨大的潛在應(yīng)用價值。
在AI蓬勃發(fā)展的時代浪潮下,SandboxAQ究竟憑借何種獨特優(yōu)勢,不斷吸引著投資者的目光?又在生命科學(xué)領(lǐng)域,采用了怎樣的創(chuàng)新路徑來實現(xiàn)技術(shù)突破,為醫(yī)療行業(yè)不斷注入新動能?我們來一一解碼。
01
谷歌前CEO創(chuàng)業(yè),以量子AI破解藥物研發(fā)難題
SandboxAQ是一家量子AI企業(yè),被看作是量子技術(shù)領(lǐng)域的先行者。自成立以來,SandboxAQ公司始終專注于量子AI的解決方案研發(fā),致力于推動量子技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
量子計算憑借量子疊加、量子糾纏等特性,使其在處理復(fù)雜計算任務(wù)時具備指數(shù)級的加速能力。量子計算與AI的融合(即“量子AI”),能顯著提升人工智能的學(xué)習(xí)能力和計算效率。
SandboxAQ由前谷歌首席執(zhí)行官Eric Schmidt和Alphabet前員工Jack Hidary共同創(chuàng)辦。董事長Eric Schmidt擔(dān)任過谷歌首席執(zhí)行官和董事長,并在谷歌母公司Alphabet擔(dān)任過要職,在科技、商業(yè)和政策方面擁有深厚影響力。

首席執(zhí)行官Jack Hidary擁有哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)科學(xué)背景,深耕功能性腦成像和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究,是量子計算領(lǐng)域的專家,其著作《量子計算:一種應(yīng)用方法》更是成為本科和博士課程的重要教科書。此外,他還是一位連續(xù)創(chuàng)業(yè)者,成功帶領(lǐng)EarthWeb/Dice公司上市,并聯(lián)合創(chuàng)立VistaResearch,在企業(yè)運營與創(chuàng)新領(lǐng)域成績斐然。
在科技與數(shù)據(jù)智能領(lǐng)域,“沙盒”(Sandbox)是一種隔離且受限的運行環(huán)境,專門用于安全測試與技術(shù)創(chuàng)新。沙盒因此成為技術(shù)創(chuàng)新的搖籃,新軟件、算法和系統(tǒng)得以在此環(huán)境中反復(fù)驗證與迭代。
SandboxAQ的命名正源于這一理念。公司以“沙盒”精神為指引,專注于量子計算模型的研發(fā),旨在為技術(shù)創(chuàng)新搭建穩(wěn)定、可靠的試驗平臺。
就醫(yī)療領(lǐng)域而言,SandboxAQ便展現(xiàn)出強大的創(chuàng)新能力。利用量子與AI深度融合,其量子模型LQMs正在不斷加速新藥研發(fā)進程,攻克藥物研發(fā)難題;同時,基于LQMs所研發(fā)的心磁圖儀(MCG)設(shè)備正在解鎖心臟病診斷領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,提高診斷準(zhǔn)度與精度。
02
運用定量大模型LQMs,快速篩選并生成藥物分子
傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)過程中,往往需要采用虛擬篩選的方式對數(shù)以十億計的化合物進行處理。這一過程依賴龐大的預(yù)枚舉數(shù)據(jù)集,并需要運用多種方法對化合物進行評估和過濾,最終僅有數(shù)十到數(shù)百個化合物進入實驗測試與驗證階段,不僅計算成本高昂,而且無法確定數(shù)據(jù)之外是否存在更優(yōu)的配體,存在明顯局限性。
為了攻克藥物研發(fā)難題,SandboxAQ成立生物制藥分子模擬部門AQBioSim,依托定量大模型LQMs,為藥物發(fā)現(xiàn)與開發(fā)全生命周期提供提質(zhì)增效的解決方案。

SandboxAQ推出的生成式AI應(yīng)用程序IDOLpro,則有效破解了這一難題。作為SandboxAQ基于云的模擬軟件包,IDOLpro是一種將公共數(shù)據(jù)與基于物理的模擬相結(jié)合的LQM。它借助AWS基礎(chǔ)設(shè)施,將擴散模型與多目標(biāo)優(yōu)化相結(jié)合,以此指導(dǎo)、設(shè)計藥物分子生成。
從技術(shù)原理來看,LQMs在藥物分子篩選與生成環(huán)節(jié)發(fā)揮關(guān)鍵作用。它通過對海量化學(xué)數(shù)據(jù)和分子結(jié)構(gòu)庫進行訓(xùn)練,能夠模擬分子間的相互作用與動態(tài)行為,快速鎖定符合預(yù)期作用機制(MoA)的目標(biāo)分子,并在幾分鐘內(nèi)優(yōu)化3D藥物分子,以AI算法創(chuàng)造定制特性分子,進一步提升藥物研發(fā)的準(zhǔn)確性與效率。
在實際測試中,通過使用crosstocked和Binding MOAD等評估蛋白質(zhì)-配體對接方法性能的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集進行評估,IDOLpro所生成的模型在結(jié)合親和力上達到了行業(yè)領(lǐng)先方法的3.4倍,首次產(chǎn)生的化合物性能甚至優(yōu)于實驗驗證的分子。
另外,在藥物研發(fā)的篩選探索中,SandboxAQ基于LQMs研發(fā)出創(chuàng)新性的AQFEP(Advanced Quantum Free Energy Perturbation,先進量子自由能微擾)技術(shù),也為藥物篩選帶來新突破。
傳統(tǒng)藥物篩選方法開發(fā)并不完善。相對自由能微擾(RFEP)方法雖然廣泛應(yīng)用于結(jié)合親和力預(yù)測,但計算成本高,且需要依賴已知活性的結(jié)構(gòu)類似物,限制了篩選范圍和靈活性。而絕對自由能微擾(AFEP)方法理論上能更準(zhǔn)確地鑒定命中率,但處理速度遲緩,難以滿足虛擬篩選的快速對接與評分的實際需求。
AQFEP技術(shù)有效克服了上述弊端,它將主動學(xué)習(xí)與嚴(yán)格的基于物理的評分功能相結(jié)合,充分汲取RFEP和AFEP的優(yōu)勢,兼具高效性與準(zhǔn)確性。該技術(shù)無需參考分子,在集成工作流程中,AQFEP能夠率先“解鎖”分子,實現(xiàn)對大型化學(xué)庫的高效篩選,大幅提升虛擬篩選的命中率。在神經(jīng)退行性疾病和腫瘤等領(lǐng)域的篩選工作中,AQFEP于命中識別和線索優(yōu)化環(huán)節(jié)均表現(xiàn)卓越,具有極高的應(yīng)用價值。
目前,SandboxAQ已與兩家頂級學(xué)術(shù)研究機構(gòu)建立起了合作伙伴關(guān)系,并擴大了與大型生物制藥公司的合作關(guān)系,包括阿斯利康、賽諾菲和加州大學(xué)舊金山分校,以確定新的生物標(biāo)記物并優(yōu)化在研藥物的臨床開發(fā)。
03
推出開創(chuàng)性心磁圖儀設(shè)備,提高診斷準(zhǔn)確性與全面性
近年來,心血管疾病持續(xù)威脅全球人類健康,據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,每年約有1800萬人死于心血管疾病,占全球總死亡人數(shù)的30%以上。
在心血管疾病診斷領(lǐng)域,傳統(tǒng)心電圖(EKG)已沿用150余年,作為監(jiān)測心臟電活動的重要工具,在診斷心臟節(jié)律異常方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但其檢測的電脈沖信號容易受到身體組織干擾,影響診斷準(zhǔn)確性。僅在美國,每年就有800萬急診患者因胸痛就診,而通過心電圖等標(biāo)準(zhǔn)工具,成功確診的患者不足5%。
針對這一難題,SandboxAQ推出了CardiAQ這一開創(chuàng)性的心磁圖儀 (MCG) 設(shè)備。該設(shè)備通過使用高性能傳感器檢測心臟磁信號,并利用大型定量模型(LQM)有效消除電磁干擾,避免了傳統(tǒng)EKG的局限性,能夠更有效地捕捉心臟電磁活動的細(xì)節(jié),幫助檢測異常模式和潛在的心臟疾病狀態(tài),為醫(yī)生提供更全面的診斷依據(jù)。

在實際運用中,CardiAQ具有便捷性和高效性,無需專用空間,也無需冷卻或屏蔽,只需幾分鐘就能完成測量,非常適合在病床旁即時檢測。這種非接觸式的創(chuàng)新診斷方式,憑借高性能傳感器與先進 AI 技術(shù)的深度融合,改變了心臟疾病的診斷模式,不僅能為患者帶來更及時、更準(zhǔn)確的診療服務(wù),更有望在全球范圍內(nèi)提升心臟疾病的防治水平,拯救患者生命。
目前,為了測試CardiAQ的功能,兩家知名研究醫(yī)院使用該設(shè)備進行臨床研究,同時,SandboxAQ還與Mayo Clinic達成技術(shù)合作,將共同探索人工智能驅(qū)動的磁描記技術(shù)(MCG)在心臟病診斷領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,致力于改善心臟病診斷水平。
04
近年來,AI制藥市場呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢,規(guī)模不斷擴大,增長勢頭強勁。據(jù)Research And Markets數(shù)據(jù)顯示,2022年全球AI制藥市場規(guī)模達到10.4億美元,預(yù)計到2026年,這一數(shù)字將近30億美元,年平均復(fù)合增長率高達30%。到2032年,全球AI藥物研發(fā)市場規(guī)模預(yù)計更是會突破200億美元,未來前景十分廣闊。
越來越多的企業(yè)開始涉足AI制藥領(lǐng)域,既有晶泰科技、英矽智能等專注于AI制藥的初創(chuàng)企業(yè),也有恒瑞醫(yī)藥、石藥集團等傳統(tǒng)藥企通過戰(zhàn)略合作、股權(quán)投資等方式積極擁抱AI技術(shù),加速創(chuàng)新藥物研發(fā)進程。
在此競爭格局下,SandboxAQ憑借對LQMs定量大模型的深度應(yīng)用,在藥物研發(fā)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢與發(fā)展?jié)摿Α{借前瞻性的戰(zhàn)略思維、前沿的技術(shù)手段、前衛(wèi)的創(chuàng)始團隊,SandboxAQ不斷獲得一眾投資者的青睞,走出了屬于自己的獨特發(fā)展道路。
更廣泛意義上來看,SandboxAQ的崛起恰好契合了量子AI研究在當(dāng)下全球科技中的火熱——中、美多國均積極投入,百度、谷歌、微軟等科技巨頭也紛紛入局。量子AI的特性,比如疊加態(tài)和糾纏態(tài),確實能解決傳統(tǒng)AI難以應(yīng)對的問題。比如,量子AI可以在優(yōu)化問題中同時處理多種可能性,快速解決傳統(tǒng)計算需要耗費數(shù)年甚至數(shù)十年的復(fù)雜任務(wù),潛力場景涉及物流、交通、芯片制造、能源分配、藥物研發(fā)等。
量子AI的潛力是一個技術(shù)性的切入點,但意義不止于此。它可能會改變我們對智能、創(chuàng)造力和未來的理解。在更遙遠的未來,量子AI能夠開創(chuàng)出一個全新的AI制藥時代嗎?我們拭目以待。

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