Квантовый компьютер и AI ускорили поиск пептидов для вакцин: как датская команда показала коммерческий потенциал технологии

Что произошло

AI Digest (ai-digest.ru) — Исследовательская команда из Технического университета Дании (DTU) продемонстрировала, что квантовый компьютер способен улучшать работу генеративных AI-моделей в области поиска белков и пептидов. Учёные объединили свой генеративный AI для предсказания структуры белков с квантовым компьютером размером с принтер производства британского стартапа Orca Computing. Результат: модель сгенерировала больше разнообразных пептидов — коротких цепочек аминокислот — способных связываться с конкретными белками. Это критический этап в разработке вакцин и иммунотерапии.

Как квантовый компьютер улучшил AI

Команда DTU под руководством профессора Тимоти Патрика Дженкинса (Timothy Patrick Jenkins) предположила, что встраивание квантового компьютера в рабочий процесс может заставить модель генерировать более разнообразный набор пептидов, особенно для мишеней, где доступно меньше данных. Гипотеза возникла после того, как исследователи узнали, что квантовые машины показывают аналогичный эффект при генерации изображений.

Orca Computing связывает квантовые машины с традиционными процессорами, и именно этот гибридный подход позволил ускорить работу AI. Профессор Дженкинс отмечает: «Нам нужен был простой способ показать, что теперь у нас реальный шанс существенно сдвинуть дело с мёртвой точки».

Почему это важно для индустрии

Генеративный AI в медицине уже доказал свою ценность — от поиска лекарств до персонализированной терапии. Однако классические компьютеры имеют ограничения при работе с малыми наборами данных. Квантовый компьютер, благодаря своей способности обрабатывать множество состояний одновременно, компенсирует эти ограничения.

Проект уже привлёк внимание крупных компаний. Через свою компанию Orca Computing CEO Ричард Мюррей (Richard Murray) рассказал WIRED, что проект DTU — один из первых убедительных примеров практической пользы квантовых вычислений в ближайшей перспективе. BP изучает применение технологии в химии, а Toyota — в оптимизации дизайн-процессов.

Исследователи также работают над созданием синтетических противоядий от укусов змей с использованием квантового компьютера для улучшения генеративного AI.

Какие ограничения существуют

Технология пока не готова к революции. Квантовые компьютеры всё ещё слишком малы, чтобы запускать полноценные передовые AI-модели. Команда признаёт: «Квантовый компьютер всё ещё недостаточно мощный — уровень сложности, который мы смогли закодировать, не соответствует нормальному размеру антител, с которыми мы обычно работаем». Найденный пептид — лишь один шаг в длинной цепочке разработки лекарства.

Кроме того, исследователи финансировали проект из остатков бюджетов других проектов и работали по выходным, потому что «большинство инновационных научных проектов слишком пугают фонды».

Что такое пептиды и почему они важны

Пептиды — короткие цепочки аминокислот, соединённых пептидными связями. В отличие от белков, пептиды короче и проще по структуре, что делает их удобными мишенями для разработки лекарств. Пептид, способный связываться с конкретным белком, может блокировать его работу или, наоборот, активировать нужный биологический процесс.

Квантовые вычисления используют квантовые биты (кубиты), которые могут находиться в состоянии суперпозиции — одновременно представлять и 0, и 1. Это позволяет квантовым компьютерам решать определённые классы задач экспоненциально быстрее классических.