图：国家超级计算深圳中心正在使出超强算力，支撑各类研究抗击疫情。图为科研人员在中心内工作。网络图片
大数据时代，数字信息的有效分析和研判为决策者提供了详实的依据。如今，对于疫情的防控也离不开大数据的测算与助力。作为国家重大科技基础设施，在国家超级计算深圳中心的超级计算机（港称“超级电脑”），正运用超强算力筛选能抑制病毒的小分子药物，助力研制战疫弹“药”，支撑各类研究抗击疫情，为最终消灭疫情铸造金钥匙。■大公报记者 郭若溪
新冠肺炎疫情来势汹汹，1月24日除夕夜，中国疾病预防控制中心对外发布，中国成功分离了第一株病毒毒种信息。从事药学研究的中山大学药学院罗海彬教授异常兴奋，因为掌握了毒种信息就意味着药物筛选有了方向。当晚，他立即拨通了深圳超算中心的电话，提出需要超算资源完成抵抗新冠肺炎的药物筛选和病毒突变预测。
在随后的1个小时内，深圳超算中心迅速协调其他用户，在取得用户理解后暂停部分计算，优先调度出400个节点的资源，为疫情让出紧急通道，同时与合作伙伴快速协商后，调度了曙光昆山的DCU资源和商汤公司的GPU资源。天津超算、腾讯公司和算力地球纷纷响应，展开了一场科学与时间的赛跑。最终为罗海彬团队开通了高性能计算帐号，免费提供所有计算资源，药物筛选作业即刻进行。
两月工夫 两日搞掂
“因为我们的药物有很多，如果用自己的电脑，可能要筛选两个月。有了深圳超算，可能有望在两到五天内做完这些事情，所以这是一个非常重要的一个支持。目前，初步研究成果已递交广东省科技厅和科技部。”罗海彬表示。
超级计算机之所以超级，在于它异常强大且高效的数据处理能力。在药物筛选的研究过程中，就需要大量的超级计算资源帮助提高速度。“我们可以把药物筛选的过程，看作是从成千上万有可能的钥匙，去找到那把正确的钥匙来打开这把锁。”国家超级计算深圳中心主任冯圣中用锁和钥匙的比喻，说明药物筛选的原理。
那把“正确的钥匙”，就是能够与病毒蛋白质结合的小分子。冯圣中介绍，当小分子结合到病毒蛋白质的功能位点，病毒蛋白质就不能和它真正的底物结合，从而抑制病毒蛋白质的活性。每个小分子要通过各个角度与蛋白质结合，结合之后释放能量越多，就代表结合越稳定，这个小分子就越有可能做成药物。另外，运用分子动力学，也能快速分析出病毒入侵关键蛋白的分子结构机理，加速疫苗研制。
抗疫优先 免费支持
2月3日，深圳超算中心又接到了技术协助请求，深圳大学高等研究院请求下载数据集和数据预处理，用于新冠肺炎的药物筛选工作。据了解，目前已经有近百家科研机构正在使用超算中心的资源进行疫情相关的科研工作，深圳超算优先调度出数以千万计的机时，来服务于疫情相关的研究工作，给疫情趋势预测、病毒基因测序、药物筛选、病毒疫苗研制等方面研究提供强大的算力支撑。“目前，对疫情研究明确提出需求的课题组，深圳超算提供免费的支持，支持他们尽快地能拿出一些好的结果来，阻止疫情的蔓延，为国家和社会做贡献。”冯圣中说。
高效基因测序 锁定致病元兇
图：国家超级计算深圳中心主任冯圣中在进行巡检。受访者供图
数据汇集只是第一步，更重要的是透过数据研究疫情发展趋势、分析病毒传播路线、明确高危人群状况，为下一步决策部署提供支撑。
冯圣中表示，基於疫情时空大数据，可以利用数学模型对新冠病毒的可能感染规模和传播风险等进行预测，为评估防控措施的有效性以及医疗、卫生资源的分配提供重要的参考价值。
透过海量的数据，科学家们正通过人口基数、流动趋势、时空分布等维度，深入研究疫情趋势分析模型，预测新增确诊人数拐点并形成分析报告，支撑国家卫健委疫情管控工作，为相关机构重点管控提供数据支撑。
此外，超级计算还能加速病毒基因测序，助力病毒突变预测。对病毒进行基因测序，通过基因相似性分析构建基因演化树，有助於定位致病元兇，并揭示病毒致病机理。“利用测序结果，採用生物信息学的方法来比对和查找，就需要超级计算资源。”冯圣中说。
在测序和序列分析初期，科学家发现新冠病毒和以前的冠状病毒相似度并不是特别高（87%），进一步通过基因家族分析和蛋白质三维结构分析，实现了致病元兇的準确定位，超级计算在其中发挥了不可或缺的重要支撑作用。
二千巡检指标 机房稳如泰山
深圳超算中心位于西丽大学城，而当中的系统运行监控中心和中心机房是深圳超算中心内最神秘的两个地方，是让超算中心正常运转的重要核心。据系统运行部部长陈开渠介绍，为保障各项作业，特别是用于药物筛选等研究的作业安全平稳运行，今年春节期间，中心每天有16人在岗，实行7×24小时值班，另有6人远程值班。
陈开渠告诉记者，一旦出现故障告警立马就要处理，1分钟之内必须响应。在系统运行监控中心值班的同时，超算中心每天还会安排4个岗，平均两个小时就对基础设施和中心机房进行一次巡检，机房是重点。“巡检包括人员的巡检和监控系统的辅助巡检，前者主要是看辅机系统是否工作正常，是否有高温状态，是否存在安全隐患等内容，总计超过2000项巡检指标。新春期间每天有6000多个作业在进行，确保超级计算机正常运行，是新春期间值班和日常巡检要解决的重要内容。”陈开渠说。
超级电脑抗疫应用
预测疫情趋势
❶通过人口基数、流动趋势、时空分布等维度建立数学模型
❷利用数学模型，进行超级计算的模拟仿真
❸预测新冠病毒的可能
定位致病元凶
❶对病毒进行基因测序，通过基因相似性分析构建基因演化树
❷利用测序结果，辅助超级计算资源，采用生物信息学的方法来比对和查找
❸定位致病元凶，并揭示病毒致病机理
加速药物筛选
❶找到能够让病毒蛋白质分子失效的小分子
❷引入超级计算资源，将每个小分子通过各个角度与蛋白质结合
❸观察能量释放情况，加速药物筛选