L'apprentissage automatique quantique, un domaine émergent qui combine l'apprentissage automatique et la physique quantique, est au centre de la recherche pour découvrir des traitements possibles pour COVID-19, selon des chercheurs de Penn State dirigés par Swaroop Ghosh, Joseph R. et Janice M. Monkowski. Professeur adjoint de génie électrique et d'informatique et d'ingénierie.
Les chercheurs pensent que cette méthode pourrait être plus rapide et plus économique que les méthodes actuelles utilisées pour la découverte de médicaments.
Le financement de démarrage des Instituts Penn State Huck des sciences de la vie, dans le cadre de leur financement de démarrage à réponse rapide pour la recherche à travers l'Université pour aborder COVID-19, soutient ce travail.
Découvrir tout nouveau médicament qui peut guérir une maladie, c'est comme trouver une aiguille dans une botte de foin. «
Selon Ghosh, l'utilisation du pipeline existant de découverte de médicaments peut prendre de cinq à dix ans entre l'idée initiale et l'approbation du marché, et coûter des milliards de dollars.
Le calcul haute performance tel que les supercalculateurs et l'intelligence artificielle peut aider à accélérer ce processus en criblant rapidement des milliards de composés chimiques pour trouver des médicaments candidats pertinents. Cette approche fonctionne lorsque suffisamment de composés chimiques sont disponibles dans le pipeline, mais ce n'est malheureusement pas le cas pour COVID-19.
Swaroop Ghosh, Joseph R. et Janice M. Monkowski Professeur adjoint en développement de carrière de génie électrique et d'informatique et d'ingénierie, Penn State
Ce projet explorera l'apprentissage automatique quantique pour débloquer de nouvelles capacités dans la découverte de médicaments en générant rapidement des composés complexes. «
Ghosh et les doctorants en génie électrique Mahabubul Alam et Abdullah Ash Saki et les doctorants en informatique et en génie Junde Li et Ling Qiu ont précédemment travaillé sur le développement d'un ensemble d'outils pour résoudre des types particuliers de problèmes appelés problèmes d'optimisation combinatoire, en utilisant l'informatique quantique.
La découverte de médicaments tombe dans le même type de problème que ceux sur lesquels ils travaillaient auparavant, ce qui a permis aux chercheurs de pivoter vers la recherche d'un traitement COVID-19 tout en utilisant le même ensemble d'outils qu'ils avaient déjà développé.
« L'intelligence artificielle pour la découverte de médicaments est un tout nouveau domaine », a déclaré Ghosh. « Le plus grand défi est de trouver une solution inconnue au problème en utilisant des technologies qui évoluent encore, à savoir l'informatique quantique et l'apprentissage automatique quantique. Nous sommes enthousiasmés par les perspectives de l'informatique quantique pour résoudre un problème critique actuel et apporter notre contribution. pour résoudre ce grave défi. «