Newsy

Komputery kwantowe pozwalają na największe w historii symulacje molekuł. To ogromna szansa na przełom w dziedzinie tworzenia leków

2017-11-13  |  06:25
Mówi:Dawid Capała
Funkcja:prezes
Firma:Koło Naukowe „BaNG”, Politechnika Wrocławska
  • MP4
  • Modelowanie molekularne pozwala na opracowywanie nowoczesnych leków i tworzyw. Polacy wykorzystują je do opracowywania nowoczesnych nośników leków. Użycie zaawansowanych metod obliczeniowych pozwala na znaczne zmniejszenie kosztów poszukiwania i tworzenia nowych substancji, przeprowadzenie testów ich właściwości czy zbadanie wpływu na człowieka oraz środowisko. Wykorzystanie komputerów kwantowych pozwala na symulacje coraz większych molekuł. Przy użyciu procesora kwantowego naukowcy zasymulowali największą w historię cząsteczkę – wodorku berylu.

    Naukowcom IBM udało się zasymulować największą w historii molekułę – wodorku berylu. Dokonano tego za pomocą procesora kwantowego złożonego z siedmiu kubitów. Kubit to kwantowa bramka logiczna, różniąca się od klasycznego bitu, który przyjmuje jedną z dwóch wartości – zero lub jeden. Kwantowy bit może mieć wartość zera, jedynki lub być kwantową superpozycją zera i jedynki, zatem jego potencjał w obliczeniach jest nieporównywalnie większy. Problemem pozostaje kontrola nad nim. Naukowcy są przekonani, że w przyszłości będą mogli symulować coraz większe molekuły.

    – Modelowanie molekularne można zdefiniować jako próbę odtworzenia świata rzeczywistego i zjawisk w nim panujących na komputerze w celu zbadania właściwości oraz przebiegu tych zjawisk. Możemy wykorzystać je do badania dyfuzji związków, do adsorpcji jakiegoś związku na danej powierzchni lub do badania przebiegu reakcji chemicznych – wyjaśnia agencji informacyjnej Newseria Innowacje Dawid Capała, prezes Koła Naukowego „BaNG” z Politechniki Wrocławskiej.

    W maju 2017 roku uruchomiono platformę IBM Q do przetwarzania w chmurze, która udostępnia naukowcom i programistom moc obliczeniową procesora kwantowego, zbudowanego z 16 kubitów, czyli kwantowych bitów. Dostęp do ogromnej mocy obliczeniowej można uzyskać za pomocą zwykłego komputera, a nawet smartfona. Zdaniem ekspertów z IBM komputer kwantowy wykorzystujący 50–100 kubitów może zostać zbudowany w ciągu dekady.

    – Ograniczeniem tej metody jest nasza wyobraźnia i możliwości obliczeniowe dostępnego sprzętu. Większe obliczenia wykonywane są na superkomputerach i jedynie to nas ogranicza – im większy układ, im więcej cząsteczek w układzie, tym dłuższy będzie czas obliczeń – twierdzi Dawid Capała.

    Jak dowiadujemy się z tegorocznego raportu firmy Grand View Research, rynek technik biologii strukturalnej i modelowania molekularnego w 2025 roku będzie wart 13,1 mld dol. Głównym motorem napędowym tego rynku według badaczy jest coraz większa liczba osób prowadzących niezdrowy tryb życia. Z raportu Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego wynika, że w krajach UE problem nadwagi lub otyłości dotyczy ponad 60 proc. mężczyzn i ponad 50 proc. kobiet. W Polsce te wskaźniki są jeszcze wyższe, gdyż dotyczą 68 proc. mężczyzn i 60 proc. kobiet. W efekcie zwiększa się liczba zachorowań na takie choroby jak nowotwory czy cukrzyca

    Zapotrzebowanie na coraz szersze wykorzystywanie technik modelowania molekularnego jest coraz większe. Za upowszechnianiem tych technik przemawiają przede wszystkim olbrzymie oszczędności, jakie zapewniają w porównaniu z tradycyjnymi metodami opracowywania leków.

    – Modelowanie molekularne pozwala na duże obniżenie kosztów badawczych, ponieważ możemy mniej więcej ten sam proces przeprowadzić na komputerze, przy dużo niższym nakładzie środków. Możemy wyznaczyć ścieżkę, którą będziemy chcieli podążyć, już w badaniach eksperymentalnych przeprowadzonych w laboratorium – przekonuje ekspert.

    Gdy w wyniku teoretycznych obliczeń na komputerze uzyskamy cząstkę, która spełnia nasze wymagania, przychodzi czas na jej syntezę laboratoryjną i zbadanie drogą eksperymentów jej właściwości. Badacze z koła naukowego BaNG z Politechniki Wrocławskiej wykorzystują technikę modelowania molekularnego do badania właściwości hydrożeli, które mogą być doskonałym nośnikiem leków.

    – Wszystko, co da się zamodelować molekularnie, można zsyntezować później w laboratorium. Trzeba tylko wybrać odpowiednią metodę, a modelowanie molekularne skraca ścieżkę od początkowej substancji do możliwości uzyskania lekko zmodyfikowanej, ponieważ badamy właściwości tej substancji w krótszym czasie, przy wykorzystaniu mniejszych środków, np. finansowych i zasobów ludzkich – tłumaczy Dawid Capała.

    Komputery kwantowe i wykonywane z ich pomocą modelowanie molekularne może się stać przełomem w wielu dziedzinach, takich jak leki, sztuczna inteligencja czy materiały przemysłowe.

    Czytaj także

    Więcej ważnych informacji

    Komunikat

    Ważne informacje dla dziennikarzy radiowych

    Dziennikarze radiowi mają możliwość pobierania oryginalnego klipu dźwiękowego oraz  z lektorem w przypadku materiałów, w których ekspertami są obcokrajowcy.

    Zapraszamy do kontaktu media|newseria.pl?subject=Kontakt%20dla%20medi%C3%B3w| style="background-color: rgb(255, 255, 255);"|media|newseria.pl 

    Jak korzystać z materiałów Newserii?

    Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

    Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

    Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Internet

    Cyberataki coraz bardziej powszechne. Są rozwiązania chroniące infrastrukturę państwową, ale brakuje tych pomagających zwykłym obywatelom

    Cyberataki są coraz częstsze i coraz bardziej niebezpieczne. Dotykają firmy, instytucje ważne dla bezpieczeństwa kraju, ale też zwykłych ludzi. Większość krajów, w tym Polska, wdraża systemy cyberbezpieczeństwa. Brakuje jednak narzędzi, które pomogłyby chronić zwykłych obywateli – alarmują eksperci. Tymczasem University of Maryland obliczają, że hakerzy atakują co 39 sekund, średnio 2 244 razy dziennie, a większość osób nie tylko nie wie, jakie kroki podjąć w przypadku naruszenia danych, lecz także jakie stosować zabezpieczenia.

    CES Las Vegas 2020

    Internet

    W strumieniowe przesyłanie rozrywki wchodzą technologiczni giganci. W wideo online swoją szansę widzą także reklamodawcy

    Przeciętny odbiorca na oglądanie wideo online poświęca nieco ponad 80 minut. W 2021 roku będzie to już 100 minut. Choć telewizję codziennie ogląda niemal połowa Polaków, to coraz częściej wybieramy serwisy VoD. Zwłaszcza że tym rodzajem mediów zainteresowali się tacy technologiczni giganci jak Apple. Rozwój wideo w sieci jest szansą zarówno dla marketerów, jak i stacji telewizyjnych – przekonują eksperci. Z szacunków wynika, że globalnie reklamodawcy przeznaczą na reklamę video online ponad 175 mln dol. W 2021 roku wydatki na reklamę wideo online będą warte jedną trzecią rynku reklam telewizyjnych.