Quantumdoorbraak versnelt ontwikkeling van geneesmiddelen
AmsterdamQuantumcomputing staat op het punt om de ontwikkeling van geneesmiddelen te revolutioneren. Wetenschappers van de Universiteit van Kopenhagen hebben een nieuwe wiskundige methode ontwikkeld om quantumsimulatoren te verbeteren. Deze doorbraak kan de tijd en kosten van medicijnontwikkeling aanzienlijk verminderen.
Traditionele computers zijn niet in staat om het complexe kwantumgedrag van moleculen te simuleren, wat essentieel is voor de ontwikkeling van medicijnen. Kwantumcomputers kunnen deze complexiteit wel aan, maar worden beperkt door hun omvang. Op dit moment kunnen ze slechts enkele atomen simuleren, wat onvoldoende is voor het verwerken van grote medicinale verbindingen.
Het Quantum for Life Centrum heeft een manier ontdekt om quantumcomputers efficiënter te laten werken zonder dat grotere machines nodig zijn. Ze hebben dit bereikt door de software van deze computers te verbeteren. Het belangrijkste element van hun aanpak is een nieuw algoritme dat gecontroleerde ruis aan de simulaties toevoegt. Dit voorkomt dat ze vastlopen en vergroot de rekencapaciteit.
Belangrijke doorbraakpunten zijn onder meer de ontwikkeling van nieuwe quantumalgoritmen die softwareprestaties verbeteren, het vermogen om complex moleculair gedrag te simuleren ondanks huidige hardwarebeperkingen en de mogelijkheid om de werking van medicijnen te voorspellen voordat ze in het laboratorium worden getest, wat de ontwikkeltijd aanzienlijk verkort.
Deze ontwikkeling is van groot belang. Als het slaagt, kan het gebruik van quantumsimulatie een essentieel onderdeel worden in het ontdekken van nieuwe medicijnen. Quantumcomputers kunnen helpen begrijpen hoe potentiële medicijnen zich in het lichaam gedragen voordat ze fysiek worden getest. Deze methode zou het proces van het ontwikkelen van nieuwe behandelingen veel sneller en goedkoper maken.
De volgende stappen voor deze technologie zijn het testen van de algoritmen op echte kwantumcomputers. Bij succes zouden ze snel ingezet kunnen worden voor praktische toepassingen, zoals het ontdekken van nieuwe medicijnen. Dit zou de farmaceutische industrie ingrijpend veranderen en ook bijdragen aan andere vakgebieden die complexe moleculaire simulaties vereisen, zoals materiaalkunde.
Quantum computing wordt steeds praktischer dankzij recente ontwikkelingen. Naarmate deze technologie vordert, kan ze een cruciale rol gaan spelen in sectoren die gebruikmaken van moleculaire modellering, door snellere en nauwkeurigere methoden te bieden voor de ontwikkeling van essentiële medicijnen. De vooruitgang zal nauwlettend in de gaten worden gehouden, aangezien deze niet alleen invloed zal hebben op farmaceutisch onderzoek, maar ook op andere wetenschappelijke gebieden die afhankelijk zijn van moleculaire simulaties.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-50744-9en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Dylan Harley, Ishaun Datta, Frederik Ravn Klausen, Andreas Bluhm, Daniel Stilck França, Albert H. Werner, Matthias Christandl. Going beyond gadgets: the importance of scalability for analogue quantum simulators. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-50744-9Deel dit artikel