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量子计算在药物研发中的潜在应用前景分析

第一章实践问题识别与需求分析

1.1现实问题背景与紧迫性分析

1.1.1行业现状与问题表现

当前，全球药物研发正面临日益严峻的“反摩尔定律”挑战，即新药研发成本呈指数级增长，而产出效率却不断下降。传统药物发现过程高度依赖对生物大分子（如蛋白质）结构与功能的理解，以及小分子药物与靶点之间相互作用的精确模拟。这一过程的核心是分子模拟计算，需要求解描述电子运动的薛定谔方程。然而，对于具有实际药物研发意义的分子体系，其电子结构问题异常复杂。例如，一个仅包含几十个原子的中等规模药物分子，其精确的量子态描述所需的信息量远超经典