Доскоро квантовите компютри се смятаха за експериментална технология с отдалечена практическа стойност. Последните научни изследвания обаче показват, че те вече намират реални приложения в биологията и здравеопазването.

В рамките на мащабен съвместен проект изследователи от Кливландската клиника, IBM и японския Център за изчислителна наука Riken успешно симулираха взаимодействието между два сложни ензима и потенциални лекарствени препарати.

Тези биологични молекули, съдържащи около 12 000 атома всяка, са най-големите структури, моделирани досега с квантови изчислителни системи, съобщава Financial Times.

Ръководителят на изследването в Кливландската клиника, Кенет Мерц, определя този труд като фундаментален напредък, който ясно подчертава нарастващата роля на квантовите изчисления в откриването и тестването на нови медикаменти.

Квантовите изчисления са особено подходящи за молекулярната биология и химията, тъй като взаимодействията между атоми и молекули се определят от квантовата механика. Досега практическите приложения бяха ограничени от изчислителния капацитет и честите грешки на ранния хардуер. Тази бариера постепенно се преодолява благодарение на инициативи като лондонската програма Wellcome Leap.

Наскоро инициативата „Quantum for Bio“ с награден фонд от 50 милиона долара публикува резултатите си, показвайки как шест водещи екипа интегрират квантови машини с конвенционални суперкомпютри за решаване на сложни биологични проблеми.

Големият победител в инициативата, отличен с награда от 2 милиона долара, е проектът на финландската компания Algorithmiq, реализиран съвместно с Кливландската клиника и IBM, съобщава FT.

Екипът демонстрира как експериментално лекарство, използвано във фотодинамичната терапия за лечение на рак, се активира чрез светлина за унищожаване на туморни клетки. Главният изпълнителен директор на Algorithmiq, Сабрина Манискалко, подчертава, че симулацията на взаимодействието между светлината и лекарствената молекула превъзхожда всички съществуващи класически методи.

Екипът разработва и методология с машинно обучение, която експоненциално увеличава броя на тестваните молекулярни варианти. Това доказва, че с нарастването на сложността на молекулите ползата от квантовия подход става все по-значима.

Освен пробивите във фармацевтиката, квантовите технологии постигат исторически успех и в генетиката. Друг финалист в предизвикателството на Wellcome Leap – съвместен екип от Wellcome Sanger Institute, Оксфордския университет и други академични институции – зарежда пълния геном на вируса на хепатит D върху квантов компютър на IBM, кодирайки вирусната ДНК във формат, който алгоритмите могат да обработват директно.

Главният информационен директор на института, Джеймс Маккафърти, определя това постижение като епохален момент за геномиката и квантовите изчисления. Въпреки че геномът на хепатит D съдържа само 1700 ДНК кодиращи единици, изследователите вече подготвят архитектура за анализ на пълния човешки геном, който е два милиона пъти по-голям, с цел сравняване на ДНК профили за персонализирано лечение.

От технологична гледна точка състезанието подчертава доминацията на IBM. Въпреки свободата на избор между всички налични квантови хардуери, пет от шестте финалисти предпочитат свръхпроводящата технология на IBM поради безпрецедентната скорост, достъпност и значително по-голям брой кубити спрямо конкурентите.

Този напредък привлича вниманието на глобалните пазари. Науките за живота бързо се превръщат в магнит за инвеститорите, а рисковият капитал активно търси възможности в квантовите стартъпи в здравеопазването. Базираната в Париж компания за молекулярен дизайн Qubit Pharmaceuticals наскоро обяви стратегическо партньорство с Центъра за квантови технологии в Сингапур за съвместна разработка на алгоритми за молекулярни открития.

Въпреки че до момента нито една система не е демонстрирала реално „квантово превъзходство“ извън лабораторни условия, експертите са убедени, че това ще се случи в близко бъдеще.

Според Джери Чоу, главен технологичен директор за квантовите изчисления в IBM, хардуерът и софтуерът ще достигнат необходимата зрялост за мащабни практически приложения в химията и науките за живота в началото на следващото десетилетие. Това ще отвори нова глава в историята на съвременната медицина.