鹏程・神农入围戈登贝尔新冠特别奖, 昇腾 AI 为新冠研究提供强力支撑

11 月 17 日，美国计算机协会（ACM）公布 2022 年度戈登贝尔新冠特别奖评选结果，鹏城实验室联合北京大学、山东大学，在鹏程・神农生物信息研究平台上完成的"领先于病毒的进化 -- 通过人工智能模拟预测未来高风险新冠病毒变异株"研究项目成功入围该奖，也是本次入围唯一来自中国的团队。鹏城实验室联合团队于众多世界级顶尖强队中脱颖而出，名列前茅，足见中国人工智能在计算集群和科研创新领域走在世界前列。

鹏程・神农是由鹏城实验室为首的联合攻关团队，基于"鹏城云脑 Ⅱ"超大规模算力集群和昇思 MindSpore AI 框架联合打造，面向生物医学领域的新一代数据密集型生命科学精准计算平台。该平台依托生物大数据、计算生物学理论和技术、人工智能算法和计算集群实现新型药物的筛选与创制、病毒演化预测、蛋白质结构预测、小分子生成、靶点与小分子相互作用预测、新抗菌多肽设计与效果评价。

基于昇腾 AI 基础软硬件的"鹏城云脑 Ⅱ"为该成果提供 E 级超大规模 AI 算力，支撑团队设计业界首个面向新冠病毒 RBD 区域变异的全环节模拟流程，实现了对高风险变异株的演化模拟及精准预测，每秒可生成、筛选超百万条变异体，每天可生成、筛选超 1011 条变异体。团队在两天内实现了新冠病毒 Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron BA.5 等主流毒株的变异模拟，且可以准确预测大多数的高风险监测变异株，包括 BF.7、BQ.1、BA.4.6 等。

图 1.业界首个面向新冠病毒 RBD 区域变异的 AI 模拟工作

图 2.依托"鹏城云脑 Ⅱ"的大规模并行病毒变异模拟全流程

图 3.鹏程・神农平台在两天内实现了对高风险变异株的演化模拟和精准预测

该成果以 6.3x10^22 次运算换来了较病毒进化 5 个月的时间领先，在新冠病毒新变种不断出现的情况下，大模型的快速部署有助于实现对突发疫情的快速响应，而潜在高风险变异株的预测则有助于疫苗和药物研发的提前部署，为疫情防控决策提供有力支撑。

戈登贝尔奖是国际上高性能计算应用领域的最高学术奖项，被称为"超算领域的诺贝尔奖"，由 ACM 每年评选和颁发。由于新冠疫情的暴发，ACM 于 2020 年首次设立了戈登贝尔奖新冠特别奖（ACM Gordon Bell Special Prize for HPC-Based COVID-19 Research）以表彰在"超算抗疫"方面取得的杰出研究成果。