Квантов триумф над AI: Нова ера във фармацията с 80-кратно ускорение при разработката на медикаменти

Американската компания Polaris Quantum Biotech публикува сравнително проучване, в което твърди, че нейната платформа за квантово подпомагано проектиране на лекарства превъзхожда моделите с изкуствен интелект. QuADD (Quantum-Aided Drug Design) търси обещаващи кандидат-молекули за 30 минути, докато стандартният модел отнема 40 часа за подобна задача. В същото време качеството на структурите, предложени от QuADD, е по-високо.

Авторите на изследването, достъпно в уеб сайта ChemRxiv, са сравнили две технологии: платформата QuADD, задвижвана от Quantum Anneller на D-Wave, с модела BinD – дифузионен алгоритъм, базиран на изкуствен интелект. Като тестова проба е използван ензимът тромбин, който участва в съсирването на кръвта. И двете системи генерираха повече от 3000 молекули за анализ. Въпреки това платформата QuADD, която използва системата D-Wave Advantage с повече от 5000 кубита, свърши работата за около 30 минути. А моделът BInD на възел с една графична карта Nvidia отне около 40 часа.

Оценката на резултатите показа и качествено предимство на квантовия подход, пише Quantum Insider. Когато 100-те най-добри съединения от всяка група бяха избрани въз основа на прогнозираното сходство с целта, молекулите от QuADD се представиха значително по-добре – подобрение от поне 1 ккал/мол. Освен това сложността на синтеза на тези молекули се оказва по-ниска, което опростява лабораторните тестове.

Разработчиците подчертават основната разлика в резултатите от двата подхода. „Въпреки че моделът на изкуствения интелект създаде по-разнообразен набор от „креативни“ молекулни рамки, много от тях не преминаха основния подбор на “подобни на лекарства„ или техният синтез беше невъзможен“,

отбелязват изследователите.

В същото време ограничителният подход QuADD гарантира, че кандидатите се оказват „не само иновативни, но и осъществими на практика“.

В основата на подхода QuADD е формулирането на проблема за молекулярния дизайн като комбинаторна оптимизационна задача с ограничения – адаптация на математическия „проблем на раницата“ (Knapsack Problem). Този метод позволява изследването на теоретично химично пространство с размер до 10³⁰ молекули при оптимизиране на различните молекули.

Платформата вече намира приложение в промишлеността. Американската биофармацевтична компания Auransa включи QuADD в своя процес на разработване на лекарства.