لقد نجح العلماء أظهر أن الكمبيوتر الكمي يمكنه تحسين دقة ومدى وصول نماذج اكتشاف أدوية الذكاء الاصطناعي التوليدي. وقد فعلوا ذلك باستخدام وقت فراغهم والمال المتبقي من المشاريع الأخرى.
قام فريق الجامعة التقنية في الدنمارك بتشغيل نموذج الذكاء الاصطناعي التوليدي للتنبؤ بالبروتينات بالتزامن مع جهاز كمبيوتر كمي بحجم الطابعة أنشأته شركة ORCA Computing البريطانية الناشئة، والذي أدى إلى تسريع الذكاء الاصطناعي من خلال ربط الآلات الكمومية بالمعالجات التقليدية. استخدم الباحثون التقنية الهجينة لتوليد ببتيدات جديدة – سلاسل قصيرة من الأحماض الأمينية – قادرة على الارتباط ببروتينات معينة في الجسم. يعد القيام بذلك خطوة حاسمة في تطوير اللقاح.
عمل فريق الباحثين في عطلات نهاية الأسبوع وقاموا بتجميع الأموال غير المنفقة من مشاريع أخرى لأن “معظم العلوم المبتكرة مخيفة للغاية بالنسبة للمؤسسات”، وفقًا لأستاذ جامعة DTU، تيموثي باتريك جينكينز، الذي قاد المشروع.
أظهر صنع الببتيدات في المختبر واختبار ما إذا كانت سترتبط ببروتينات معينة أن النموذج أنتج ببتيدات أكثر نجاحًا من نظيره الكلاسيكي، مع أقوى التحسينات حيث كانت بيانات التدريب نادرة.
ويعتقد الفريق أن الآلة يمكن أن تسرع تطوير العلاجات المناعية واللقاحات الشخصية، فضلا عن تحسين فعالية الأدوية في المجموعات التي لم تتم دراستها.
يقول باتريك جينكينز لمجلة WIRED: “كنا بحاجة إلى إثبات ذلك لإقناع المتشككين بأن توقعاتنا مرتبطة بالعالم الحقيقي”. تظل الحوسبة الكمومية مجالًا ناشئًا وتواجه تدقيقًا مكثفًا بسبب التحديات التقنية المتمثلة في بناء هذه الآلات وتطبيقها بنجاح لحل المشكلات.
حتى باتريك جنكينز كان مترددًا في البداية في استكشاف التكنولوجيا: يقول ضاحكًا: «كنت متشككًا كبيرًا في الكم، معتقدًا أن أي تطبيق لعمله لن يستغرق سوى عقود من الزمن».
يستخدم هو وفريقه البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي لاكتشاف البروتينات التي يمكن أن تطلق علاجات مناعية جديدة أرخص وأسرع، وغالبًا ما تمولها مؤسسة نوفو نورديسك. في حين أن معظم صانعي النماذج البيولوجية في حاجة ماسة لمزيد من البيانات، فإن التحدي الخاص الذي يواجه فريقه هو الافتقار إلى البيانات حول المجموعة الكاملة للمعلومات الجينية عبر الجنس البشري، حيث أن معظم الأبحاث الطبية ركزت على السكان الغربيين. ويقول إن هذا قد يجعل من الصعب تطوير الببتيدات التي ستعمل على المجموعات السكانية التي لم تخضع للدراسة الكافية، مثل تلك الموجودة في آسيا وأفريقيا.
افترض فريقه أن دمج جهاز كمبيوتر كمي في سير العمل يمكن أن يجعله يولد مجموعة أكثر تنوعًا من الببتيدات، خاصة للأهداف التي لديهم بيانات أقل، بعد أن علموا أن الآلات لها تأثير مماثل في توليد الصور.
لن تُحدث العملية المكتشفة حديثًا ثورة في البحث حتى الآن، حيث لا تزال أجهزة الكمبيوتر الكمومية صغيرة جدًا بحيث لا يمكنها تشغيل نماذج ذكاء اصطناعي واسعة النطاق ومتطورة، مما يعني أنه يمكن تحقيق نتائج أفضل على جهاز كمبيوتر كلاسيكي.
يقول جوناثان فانك، طالب الدكتوراه في جامعة DTU: “لا يزال الكم ليس قويًا جدًا، لذا فإن مستوى التعقيد الذي تمكنا من تشفيره لم يكن جسمًا مضادًا بالحجم الطبيعي، وهو ما نعمل معه عادةً”. علاوة على ذلك، فإن العثور على الببتيد الذي يمكن أن يرتبط بجين معين هو مجرد خطوة واحدة في تطوير اللقاح، ولن يؤدي وحده إلى إنتاج أدوية ناجحة.
يقول ريتشارد موراي، الرئيس التنفيذي لشركة ORCA للحوسبة، لمجلة WIRED: “أعتقد أنه ليس من المستغرب أن الكثير من الشركات الصناعية تعتقد أن الكم ضبابي وبعيد”، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن التكنولوجيا “لم تقدم أبدًا أمثلة واضحة على الفائدة على المدى القريب”.
ويقول إن هذه الدراسة جديدة لأنها تظهر تطبيقًا تجاريًا على المدى القريب للكم. وتقوم شركته أيضًا بتطبيق التكنولوجيا من خلال مشاريع مع شركة النفط الكبرى BP في مجال الكيمياء وشركة صناعة السيارات تويوتا لجعل عملية التصميم أكثر كفاءة.
سوف يرى فريق DTU الآن ما إذا كان بإمكانه استخدام سير العمل مع المزيد من النماذج المتطورة والبروتينات الأكبر حجمًا. يقول باتريك جينكينز: “كنا بحاجة إلى هذا كوسيلة سهلة للتحقق من أننا الآن لدينا بالفعل فرصة لتحريك الإبرة بشكل كبير”، مشيرًا إلى أن سير عمل الذكاء الاصطناعي التوليدي له قيمة خاصة في الأمراض المهملة التي تتلقى القليل من الأموال البحثية. وهو يفكر أيضًا في استخدام الكمبيوتر الكمي لتعزيز أسلوب الذكاء الاصطناعي التوليدي الخاص به لتصميم ترياق اصطناعي لسم لدغات الأفاعي.
