ШИ проиграл квантовому компьютеру: Moderna и IBM смоделировали самую длинную молекулу

Исследователи из Moderna и IBM на квантовом компьютере смогли смоделировать самую длинную молекулу мРНК.

мРНК – это молекула, отвечающая за перенос генетической информации от ДНК к рибосомам. Она используется для создания вакцин и управляет синтезом белка в клетках. Эта молекула состоит из одной цепи аминокислот и имеет вторичную белковую структуру, состоящую из серии складок.

С каждым добавленным нуклеотидом количество вариантов сворачивания молекулы увеличивается. Поэтому предсказание формы молекулы усложняется в больших масштабах.

Эксперименты от Moderna и IBM

Еще в 2024 году компании Moderna и IBM провели исследование, в котором показали, как могут использоваться квантовые вычисления для прогнозирования. Изначально эти прогнозы базировались на моделях ИИ и классических двоичных компьютерах.

Новое исследование показало, что есть возможность обработки последовательности мРНК с тысячами нуклеотидов, однако без сложных элементов. Например, «псевдоузлы» имеют более сложные изгибы и более сложные внутренние взаимодействия. Из-за исключения такого элемента точность прогнозирования сворачивания белка имеет определенные ограничения.

Исследователи работают над преодолением существующих ограничений, так как прогнозирование всех деталей структуры напрямую влияет на разработку эффективных вакцин и дает более надежные прогнозы.

Большое количество экспериментов было проведено с алгоритмами квантового моделирования. Вначале использовалось 80 кубитов на процессоре R2 Heron. Таким образом, ученые смогли предсказать вторичную структуру белка длиной в 60 нуклеотидов.

Ранее лучшая модель состояла из 42 нуклеотидов. Увеличение эксперимента стало возможным путем устранения шума. Также было проведено исследование с использованием 354 кубитов при условиях отсутствия шума.

Увеличение количества кубитов должно значительно повлиять на точность моделирования и возможность создания более длинных последовательностей.