Apprendimento automatico quantistico, un campo emergente che combina apprendimento automatico e fisica quantistica, è al centro della ricerca per scoprire possibili cure per il COVID-19, secondo i ricercatori della Penn State guidati da Swaroop Ghosh, Joseph R. e Janice M. Monkowski Assistente allo sviluppo della carriera Professore di ingegneria elettrica e informatica e ingegneria. I ricercatori ritengono che questo metodo potrebbe essere più veloce ed economico rispetto agli attuali metodi utilizzati per la scoperta di farmaci.

Finanziamento iniziale dal Penn State Huck Institutes of the Life Sciences, come parte del loro finanziamento seme a risposta rapida per la ricerca in tutta l'Università per affrontare COVID-19, sta sostenendo questo lavoro.

"Scoprire un nuovo farmaco in grado di curare una malattia è come trovare un ago in un pagliaio, " disse Gosh.

Secondo Gosh, l'utilizzo della pipeline di scoperta dei farmaci esistente può richiedere da cinque a dieci anni dall'idea iniziale all'approvazione del mercato, e costa miliardi di dollari.

"L'informatica ad alte prestazioni come i supercomputer e l'intelligenza artificiale può aiutare ad accelerare questo processo esaminando rapidamente miliardi di composti chimici per trovare candidati farmacologici rilevanti, " ha detto. "Questo approccio funziona quando sono disponibili abbastanza composti chimici nella pipeline, ma sfortunatamente questo non è vero per il COVID-19. Questo progetto esplorerà l'apprendimento automatico quantistico per sbloccare nuove capacità nella scoperta di farmaci generando rapidamente composti complessi".

Ghosh e gli studenti di dottorato in ingegneria elettrica Mahabubul Alam e Abdullah Ash Saki e gli studenti di dottorato in informatica e ingegneria Junde Li e Ling Qiu hanno precedentemente lavorato allo sviluppo di un set di strumenti per risolvere particolari tipi di problemi noti come problemi di ottimizzazione combinatoria, utilizzando l'informatica quantistica. La scoperta di farmaci rientra nello stesso tipo di problema su cui hanno lavorato in precedenza, che ha permesso ai ricercatori di orientarsi verso la ricerca di un trattamento COVID-19 utilizzando lo stesso set di strumenti che avevano già sviluppato.

"L'intelligenza artificiale per la scoperta di farmaci è un'area molto nuova, " Ha detto Ghosh. "La sfida più grande è trovare una soluzione sconosciuta al problema utilizzando tecnologie che sono ancora in evoluzione, ovvero, informatica quantistica e machine learning quantistico. Siamo entusiasti delle prospettive dell'informatica quantistica nell'affrontare un problema critico attuale e nel contribuire con la nostra parte alla risoluzione di questa grave sfida".