οι επιστήμονες πέτυχαν Έχει αποδειχθεί ότι οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να βελτιώσουν την ακρίβεια και την εμβέλεια των μοντέλων ανακάλυψης φαρμάκων με γενετική τεχνητή νοημοσύνη. Και το έκαναν χρησιμοποιώντας ελεύθερο χρόνο και χρήματα που είχαν απομείνει από άλλα έργα.
Μια ομάδα στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας έτρεξε ένα μοντέλο παραγωγής τεχνητής νοημοσύνης για την πρόβλεψη πρωτεϊνών σε συνδυασμό με έναν κβαντικό υπολογιστή μεγέθους εκτυπωτή που κατασκευάστηκε από τη βρετανική startup ORCA Computing. Επιταχύναμε την τεχνητή νοημοσύνη συνδέοντας κβαντικούς υπολογιστές και παραδοσιακούς επεξεργαστές. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υβριδική τεχνολογία για να δημιουργήσουν νέα πεπτίδια (κοντές αλυσίδες αμινοξέων) που μπορούν να συνδεθούν με συγκεκριμένες πρωτεΐνες στο σώμα. Κάτι τέτοιο είναι ένα σημαντικό βήμα στην ανάπτυξη εμβολίου.
Ο καθηγητής του DTU Timothy Patrick Jenkins, ο οποίος ηγήθηκε του έργου, είπε ότι η ομάδα των ερευνητών εργάστηκε τα Σαββατοκύριακα και συγκέντρωσε κονδύλια που δεν δαπανήθηκαν σε άλλα έργα, επειδή “οι περισσότερες καινοτόμες επιστήμες είναι πολύ τρομακτικές για τα θεμέλια”.
Δημιουργώντας πεπτίδια στο εργαστήριο και δοκιμάζοντας εάν αυτά συνδέονται με συγκεκριμένες πρωτεΐνες, διαπίστωσαν ότι το μοντέλο παρήγαγε καλύτερα πεπτίδια από τα κλασικά αντίστοιχα, με τις ισχυρότερες βελτιώσεις που παρατηρήθηκαν όταν τα δεδομένα προπόνησης ήταν σπάνια.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το μηχάνημα θα μπορούσε να επιταχύνει την ανάπτυξη εξατομικευμένων ανοσοθεραπειών και εμβολίων και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων σε ομάδες που δεν έχουν μελετηθεί.
«Για να πείσουμε τους σκεπτικιστές ότι οι προβλέψεις μας συνδέονταν με τον πραγματικό κόσμο, χρειαζόμασταν πραγματικές αποδείξεις», είπε ο Patrick Jenkins στο WIRED. Ο κβαντικός υπολογιστής παραμένει ένας τομέας στην αρχή του και αντιμετωπίζει έντονο έλεγχο λόγω των τεχνικών προκλήσεων της κατασκευής αυτών των μηχανών και της επιτυχούς εφαρμογής τους για την επίλυση προβλημάτων.
Ακόμη και ο Patrick Jenkins ήταν αρχικά απρόθυμος να εξερευνήσει αυτήν την τεχνολογία. «Ήμουν τεράστιος σκεπτικιστής της κβαντικής θεωρίας», λέει γελώντας, πιστεύοντας ότι οι εφαρμογές στην έρευνά του ήταν «δεκαετίες μακριά».
Αυτός και η ομάδα του χρησιμοποιούν μεγάλα δεδομένα και τεχνητή νοημοσύνη για να ανακαλύψουν πρωτεΐνες που θα μπορούσαν να κάνουν τις νέες ανοσοθεραπείες φθηνότερες και ταχύτερες. Αυτό συχνά χρηματοδοτείται από το Novo Nordisk Foundation. Οι περισσότεροι κατασκευαστές βιολογικών μοντέλων διψούν για περισσότερα δεδομένα, αλλά μια ιδιαίτερη πρόκληση για την ομάδα του είναι η έλλειψη δεδομένων για όλα τα είδη γενετικών πληροφοριών σε όλη την ανθρωπότητα, καθώς οι περισσότερες ιατρικές έρευνες επικεντρώνονται σε δυτικούς πληθυσμούς. Αυτό θα μπορούσε να δυσκολέψει την ανάπτυξη πεπτιδίων που λειτουργούν σε πληθυσμούς που δεν έχουν μελετηθεί, όπως στην Ασία και την Αφρική, λέει.
Αφού έμαθε ότι οι κβαντικοί υπολογιστές είχαν παρόμοια επίδραση στη δημιουργία εικόνων, η ομάδα του υπέθεσε ότι η ενσωμάτωση κβαντικών υπολογιστών στη ροή εργασίας θα μπορούσε ενδεχομένως να δημιουργήσει ένα πιο ποικίλο σύνολο πεπτιδίων, ειδικά για στόχους για τους οποίους υπάρχουν λίγα δεδομένα.
Οι κβαντικοί υπολογιστές εξακολουθούν να είναι πολύ μικροί για να τρέξουν ολοκληρωμένα μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης αιχμής, πράγμα που σημαίνει ότι οι διαδικασίες που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα δεν θα φέρουν επανάσταση στην έρευνα ακόμα, πράγμα που σημαίνει ότι οι κλασικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να αποφέρουν καλύτερα αποτελέσματα.
«Το κβαντικό δεν είναι ακόμα τόσο ισχυρό, επομένως το επίπεδο πολυπλοκότητας που μπορεί να κωδικοποιηθεί δεν ήταν στα αντισώματα κανονικού μεγέθους με τα οποία εργαζόμαστε συνήθως», λέει ο φοιτητής διδακτορικού DTU Jonathan Funk. Επιπλέον, η ανακάλυψη πεπτιδίων που μπορούν να συνδεθούν με συγκεκριμένα γονίδια είναι μόνο ένα βήμα στην ανάπτυξη εμβολίου. από μόνο του δεν εγγυάται ένα επιτυχημένο φάρμακο.
«Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι πολλές βιομηχανικές εταιρείες πιστεύουν ότι το κβαντικό είναι ασαφές και πολύ μακριά», δήλωσε στο WIRED ο Richard Murray, Διευθύνων Σύμβουλος της ORCA Computing. Μέρος του λόγου είναι ότι η τεχνολογία «δεν έχει ακόμη αποδειχθεί χρήσιμη βραχυπρόθεσμα».
Λέει ότι η έρευνα είναι καινοφανής καθώς επισημαίνει βραχυπρόθεσμες εμπορικές εφαρμογές του κβαντικού. Η εταιρεία του εφαρμόζει την τεχνολογία στον χημικό τομέα με τον πετρελαϊκό κολοσσό BP και μέσω ενός έργου απόδοσης της διαδικασίας σχεδιασμού με την αυτοκινητοβιομηχανία Toyota.
Στο μέλλον, η ομάδα DTU σχεδιάζει να δει εάν η ροή εργασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με περισσότερα μοντέλα αιχμής και μεγαλύτερες πρωτεΐνες. «Χρειαζόμασταν αυτό ως έναν απλό τρόπο για να επιβεβαιώσουμε ότι είχαμε πραγματικά την ευκαιρία να μετακινήσουμε τη βελόνα σε μεγάλο βαθμό», είπε ο Πάτρικ Τζένκινς, σημειώνοντας ότι οι παραγωγικές ροές εργασιών τεχνητής νοημοσύνης είναι ιδιαίτερα πολύτιμες σε παραμελημένες ασθένειες όπου υπάρχει μικρή χρηματοδότηση έρευνας. Εξετάζει επίσης τη χρήση κβαντικών υπολογιστών για την τροφοδοσία μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης που δημιουργούνται για σχεδιασμό. Συνθετικό αντίδοτο στο δηλητήριο του δαγκώματος του φιδιού.
