Nature Communications: Ученые придумали способ ускорить разработку лекарств

Способ улучшить квантовые компьютеры для моделирования сложных систем, например молекул, разработали математики из Копенгагенского университета.

Это открытие может ускорить разработку новых лекарств и предсказывать их поведение в организме.

Создание нового лекарства обычно занимает более 10 лет и стоит от сотен миллионов до миллиардов евро, при этом существует риск неудачных попыток. Но если мы сможем предсказать эффективность лекарства заранее и ускорить процесс разработки с нескольких лет до нескольких месяцев, это будет настоящим прорывом.

Лекарства состоят из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Атомы ведут себя как квантово-механические частицы, поэтому для имитации их поведения нужен квантовый компьютер. Традиционный компьютер не сможет справиться с таким объёмом информации.

Команда физиков, компьютерщиков и математиков из центра Quantum for Life при Копенгагенском университете посвятила годы своей карьеры изучению того, как можно использовать квантовые симуляторы для решения этой задачи: предсказывать поведение молекул.

Все дело в размере, или нет?

Одна из главных проблем квантовых компьютеров — их размер. Современные квантовые компьютеры слишком малы и могут моделировать лишь несколько атомов, а этого недостаточно для сложных молекул лекарственных препаратов, которые содержат миллионы атомов.

Команда Quantum for Life разработала математический рецепт, который упрощает программирование квантовых симуляторов и позволяет извлекать больше вычислительной мощности из симулятора того же размера.

Квантовые симуляторы — это не только квантовое оборудование, но и программное обеспечение. Это как рецепт использования квантового симулятора.

Благодаря новым результатам мы получаем более эффективный метод масштабирования существующего оборудования и решения более сложных задач, — говорит Дилан Харли, один из авторов исследования и докторант Центра Quantum for Life.

Чтобы увеличить масштаб квантового симулятора, его обычно создают с нуля. Новый квантовый алгоритм решает эту проблему и лежит в основе квантового ПО. Он добавляет контролируемый шум к моделируемым частицам, чтобы симуляция не останавливалась. Этот подход можно применить к любому типу квантового оборудования: на основе атомов, ионов или даже искусственных атомов — сверхпроводящих кубитов.

Может произвести революцию в разработке лекарств

Квантовые технологии важны для создания новых лекарств. Но их применение ограничено без эффективного масштабирования квантовых симуляторов. Поэтому нужно понять, как квантовое программное обеспечение может помочь в этом. У нас есть решение, — говорит Маттиас Кристандл, профессор квантовой теории и руководитель центра Quantum for Life Centre.

Кристандл считает, что перспективы будут революционными, если получится создать квантовый симулятор. С его помощью можно будет моделировать на компьютере поведение нового лекарства в организме человека до экспериментов. Это изменит способ разработки и тестирования фармацевтических препаратов и ускорит путь от лаборатории до пациента.

Следующий шаг — проверка математического рецепта на квантовом оборудовании.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

03.10.2024


Подписаться в Telegram



Net&IT

Студенты ТИСБИ разработали проект онлайн-платформы для геймеров
Студенты ТИСБИ разработали проект онлайн-платформы для геймеров

Студенты Университета управления ТИСБИ в ...

Nature: Созданные ИИ тексты будут размечаться водяными знаками
Nature: Созданные ИИ тексты будут размечаться водяными знаками

Исследователи из лондонской лаборатории G...

Российская игра о наполеоновских войнах станет бесплатной
Российская игра о наполеоновских войнах станет бесплатной

У российской аудитории растет интерес к в

В НГУ запустили пилотный кластер суперкомпьютерного центра «Лаврентьев»
В НГУ запустили пилотный кластер суперкомпьютерного центра «Лаврентьев»

В Новосибирском государственном университете з...

Эксперты МИФИ объяснили решение Microsoft и Google о мирном атоме
Эксперты МИФИ объяснили решение Microsoft и Google о мирном атоме

Технологические корпорации всё чаще обращ...

HB&ET: Пожилые чаще молодых относятся к ИИ как к кому-то живому
HB&ET: Пожилые чаще молодых относятся к ИИ как к кому-то живому

В исследовании Имперского колледжа Лондона люд...

В МФТИ создали ПО для нефтяников и золотодобытчиков
В МФТИ создали ПО для нефтяников и золотодобытчиков

Сотрудники МФТИ предложили цифровое решение, к...

Студенты КНИТУ создали двуязычного ИИ-бота для туристов
Студенты КНИТУ создали двуязычного ИИ-бота для туристов

Студенты КНИТУ создали туристического бота с&n...

ACS Photonics: Разработаны улучшенные очки дополненной реальности
ACS Photonics: Разработаны улучшенные очки дополненной реальности

Дополненная реальность накладывает цифровые из...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности
Journal of International Development: Холодильник — все еще символ достатка
Journal of International Development: Холодильник — все еще символ достатка
Nature Communications: Наночастицы с оснасткой находят белки в плазме крови
Nature Communications: Наночастицы с оснасткой находят белки в плазме крови
B&B: Разработан неинвазивный биосенсор для ранней диагностики заболеваний почек
B&B: Разработан неинвазивный биосенсор для ранней диагностики заболеваний почек
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
EMBO: Открыта связь между генной мутацией и митохондриальными заболеваниями
EMBO: Открыта связь между генной мутацией и митохондриальными заболеваниями
Energy & Fuels: Отработанное масло пустят в ход — на переработку в биодизель
Energy & Fuels: Отработанное масло пустят в ход — на переработку в биодизель
JACS: Чтобы отследить реакцию убийцы озона на свет, пришлось обогнать молекулы
JACS: Чтобы отследить реакцию убийцы озона на свет, пришлось обогнать молекулы
EUSEM: Половина всех пациентов с сепсисом умирает в течение двух лет
EUSEM: Половина всех пациентов с сепсисом умирает в течение двух лет
В Казани проведут мероприятие ко Всемирному дню борьбы с болезнью Альцгеймера
В Казани проведут мероприятие ко Всемирному дню борьбы с болезнью Альцгеймера

Новости компаний, релизы

На старт! Внимание! MITEX!
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
«Неделя без турникетов» проходит на предприятиях «Вертолетов России»
Школьных учителей приобщат в современной науке