تستثمر شركات الأدوية في الحوسبة الكمومية لإيجاد أدوية جديدة

تشير الإجراءات الأخيرة من قبل عمالقة تكنولوجيا المعلومات مثل Google وشركات الأدوية إلى أن أول تطبيق مفيد حقًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية يتعلق بالعمل على حسابات جديدة دواء يمكن أن يكون. كمبيوتر الكم سوف - من الناحية النظرية على الأقل - أداء لا يمكن أن تحققه أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. هذا يتبع مباشرة من مبدأ كيفية عملها. بالإضافة إلى ذلك ، رحلة صغيرة إلى عالم كيبيت:

مصدر الصورة: Pixabay

أصغر وحدة للمعلومات قليلا. يتم تمثيله بـ "0" أو "1". إذا تخيلنا مجموعة من ثلاث بتات ، يمكن لكل منها تخزين القيمة "0" أو "1" ، فيمكننا إنشاء 8 مجموعات مختلفة من الآحاد والأصفار (2 ^ 3). ومع ذلك ، في الكمبيوتر الكلاسيكي ، لا يمكننا كتابة سوى واحدة من هذه المجموعات في لحظة معينة وسنقوم بإجراء عمليات حسابية على واحدة فقط. في ال كمبيوتر الكم ومع ذلك ، ليس لدينا بتات ، لكن بتات كمية ، كيوبتات. ومن قوانين ميكانيكا الكم نعلم أن الكيوبت ليس له قيمة ثابتة. لذلك يمكن أن تأخذ كلا القيمتين في نفس الوقت: "0" و "1". يُعرف هذا بالتراكب. وهذا يعني أنه يمكننا تخزين جميع المجموعات الممكنة من الأصفار والآحاد في أي وقت واستخدامها لإجراء العمليات الحسابية. وهذا بدوره يوضح أن الكمبيوتر الكمي ثلاثي بت - على الأقل من الناحية النظرية - أسرع بثماني مرات من الكمبيوتر التقليدي ذي الثلاث بتات. نظرًا لأن لدينا 64 بتالمعالجات استخدام ، فمن السهل حساب أن 64 بتكمبيوتر الكم... 18 تريليون (2 ^ 64) مرة أسرع من الكمبيوتر التقليدي.

يبقى السؤال الوحيد هو: لماذا يحتاج شخص ما إلى مثل هذا القدر الكبير من قوة الحوسبة؟ اتضح أنها ستكون مفيدة جدًا لشركات الأدوية. ومن الواضح أن هذه الشركات تعرف ذلك جيدًا. أفعالك الأخيرة تشهد على ذلك. في يناير كان هناك أكبر شركة خاصة شركات الأدوية أعلنت Boehringer Ingelheim أنها تعمل مع Google على كمبيوتر الكم لاستخدامها في البحث والتطوير. في نفس الشهر ، أعلنت شركة Roche ، أكبر شركة أدوية في العالم ، أنها كانت تستخدمها لبعض الوقت الحوسبة الكمومية كامبريدج نعمل معا ل خوارزميات الكم لأول بحوث المخدرات لتطوير.

حاليا هم تقليديون لهذا النوع من البحث نظام الحوسبة عالية الأداء (HPC)البريد مثل العملاق تستخدم. يقول تشاد إدواردز ، مدير الحوسبة الكمومية في كامبردج ، إن الحد الأعلى لقدرات HPC اليوم هو الحوسبة الدقيقة على الجزيئات ذات التعقيد المشابه لتلك الموجودة في جزيء الكافيين. يتكون جزيء الكافيين من 24 ذرة. في الصيدلة ، نتعامل مع جزيئات أكبر بكثير ، بروتينات مكونة من آلاف الذرات. يضيف إدواردز ، إذا أردنا فهم كيفية عمل الأنظمة على مبادئ ميكانيكا الكم ، أي كيفية عمل الكيمياء ، فإننا نحتاج إلى آلات تستخدم ميكانيكا الكم في العمل. إن حوسبة كامبريدج الكمومية غير قادرة على بناء أجهزة كمبيوتر كمومية. إنه يعمل مع ملفات خوارزميات الكم. هذا هو أحد المجالات المهمة جدًا في عمل Cambridge Quantum Computing كيمياء الكم. يساعد المتخصصون في حل مشكلات مثل إيجاد الجزيئات الأكثر ارتباطًا ببروتينات معينة.

ومع ذلك ، في الوقت الحالي لدينا بدائية للغاية كمبيوتر الكم. إنهم قادرون على إجراء حسابات على جزيئات مكونة من 5-10 ذرات ، بينما يتعين على شركات الأدوية العمل مع جزيئات تتكون من 30-40 ذرة على الأقل. لذلك ، يتم حاليًا إجراء الحسابات على أجزاء من الجزيئات ثم يتم استخدام طرق حسابية خاصة لمعرفة كيف ستتصرف هذه الأجزاء معًا. إدواردز يقول ذلك كمبيوتر الكم ستكون أسرع من أجهزة الكمبيوتر التقليدية في المستقبل ، ولكن أهم شيء هو الدقة. سوف تقوم آلات الكم بحسابات أكثر دقة. ما مدى ارتفاع الآمال كمبيوتر الكم هي تدل على حقيقة أن شركات الأدوية الكبيرة تسمى كونسورتيوم كو فارما تأسست لتسريع تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية لتصنيع الأدوية. تعمل QuPharm مع اتحاد التنمية الاقتصادية الكمية (QED-C) ، الذي تأسس لدعم تطوير تطبيقات الحوسبة الكمومية التجارية للعلوم والتكنولوجيا. كما أنها تعمل مع Pistoia Alliance ، الذي يهدف إلى الابتكار في علوم الحياة لتسريع.