Columna | La computación cuántica se abre camino en las ciencias biológicas

La computación cuántica permite a las industrias abordar problemas que nunca hubieran intentado resolver con una computadora clásica. En 2016, IBM fue la primera empresa en poner una computadora cuántica en la nube, lo que indica un paso de las matemáticas teóricas a las aplicaciones del mundo real y el descubrimiento de soluciones.

Hace unos años desarrollamos una herramienta de pronóstico llamada Radar de Ciencias de la Vida para identificar áreas clave en los mercados a los que servimos y compartir nuestras predicciones sobre cuándo estas tendencias se convertirán en la corriente principal. Una de las tendencias identificadas fue la Computación Cuántica. En 2019, colocamos esta tecnología en la sección más externa de nuestro diagrama de radar de ciencias biológicas, ya que consideramos que pasarían algunos años antes de que esta tecnología se convirtiera en la “corriente principal”.

Sin embargo, los avances tecnológicos se han movido rápidamente en los últimos años, beneficiándose de una tecnología de Internet más rápida y sofisticada, sistemas informáticos más rápidos y tecnología avanzada en la nube. Ahora, utilizando estas nuevas tecnologías como base, vemos una necesidad creciente de un mejor valor y un mejor análisis de varios tipos de datos: desde la recopilación y análisis de datos comerciales hasta la inteligencia artificial, incluido el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo. La computación cuántica lo hace posible. Como resultado, las empresas de ciencias de la vida están evaluando y adoptando la computación cuántica.

Un buen ejemplo de esta aplicación es la asociación recientemente anunciada de Boehringer Ingelheim con Google Quantum AI, que se centra en «investigar e implementar casos de uso de vanguardia para la computación cuántica en la investigación y el desarrollo (I + D) farmacéuticos, incluidas las simulaciones de dinámica molecular». Boehringer Ingelheim es la primera compañía farmacéutica en unir fuerzas con Google en computación cuántica.

«Estamos muy emocionados de unir fuerzas con Google, la empresa de tecnología líder en lo que respecta a la computación cuántica», dijo Michael Schmelmer, miembro de la junta de directores generales de Boehringer Ingelheim en un comunicado de prensa. “La computación cuántica tiene el potencial de acelerar y mejorar significativamente los procesos de I + D en nuestra industria. La computación cuántica sigue siendo una tecnología emergente. Sin embargo, estamos convencidos de que esta tecnología podría ayudarnos a proporcionar a más humanos y animales medicamentos innovadores y revolucionarios en el futuro ”.

El objetivo de Boehringer Ingelheim es aprovechar la asociación y la nueva tecnología para impulsar la innovación y proporcionar una ventaja competitiva en el desarrollo de avances médicos y terapéuticos para enfermedades con necesidades médicas no cubiertas.

En el comunicado de prensa mencionado anteriormente, Ryan Babbush, jefe de algoritmos cuánticos de Google, señaló que «el modelado extremadamente preciso de sistemas moleculares se anticipa ampliamente como una de las aplicaciones más naturales y potencialmente transformadoras de la computación cuántica».

Otra importante empresa de ciencias biológicas, Merck, está utilizando tecnología de computación cuántica de Honeywell. «La Computación Cuántica está preparada para interrumpir la computación clásica y permitir una variedad de oportunidades sin precedentes», dijo Philipp Harbach, jefe de investigación en silico en la organización digital principal de Merck, en un comunicado de prensa de 2019. «Las aplicaciones abarcan muchos campos con relevancia directa para Merck y nuestros clientes, por ejemplo, investigación de materiales, descubrimiento de fármacos, inteligencia artificial y comercio electrónico».

En enero de 2021, Cambridge Quantum Computing (CQC) formó una asociación con Roche para diseñar e implementar algoritmos para el descubrimiento y desarrollo de fármacos en etapa temprana, incluida la enfermedad de Alzheimer. Además de Google, Honeywell y CQC, varios de los principales actores tecnológicos están utilizando tecnología de computación cuántica, incluidos Microsoft, Intel, IBM y un número creciente de proveedores que desarrollan soluciones para aplicaciones específicas.

¿Qué hace que esta tecnología sea diferente y valiosa para la industria? La computación cuántica se diferencia de la computación clásica en tres aspectos:

• Cómo se representa la información: en la informática clásica, una computadora funciona con bits que tienen un valor de 0 o 1. Los bits cuánticos o «qubits» son similares pero también pueden contener información mucho más compleja, o incluso tener valores negativos.
• Cómo se procesa la información: En la informática clásica, en el nivel fundamental, los bits se procesan secuencialmente, un paso a la vez. En la computación cuántica, los qubits trabajan juntos para encontrar la solución óptima. Esto permite que las computadoras cuánticas converjan en la respuesta correcta a un problema muy rápidamente.
• Cómo se interpretan los resultados: en la computación clásica, solo están disponibles resultados específicamente definidos, basados ​​en el diseño del algoritmo. Las respuestas cuánticas son probabilísticas, con múltiples respuestas posibles consideradas, en un cálculo determinado.

Las empresas innovadoras de ciencias de la vida están aprovechando el valor de la tecnología cuántica para acelerar el descubrimiento, la investigación y el desarrollo de nuevas terapias y dirigirse a tratamientos específicos de pacientes complejos. Además, están investigando el uso de la computación cuántica para facilitar la predicción y simulación de los resultados esperados, lo que ayudará a lograr mejores resultados para los pacientes en un período de tiempo mucho más corto y de manera más rentable.

Teniendo en cuenta la adopción temprana de la computación cuántica por parte de las principales empresas de ciencias de la vida, creemos que tiene el potencial de interrumpir positivamente la investigación y el desarrollo. Por lo tanto, acercamos la computación cuántica al horizonte en el radar de ciencias biológicas 2021 y esperamos que se adopte ampliamente en las ciencias biológicas en los próximos tres años y se convierta en una tecnología convencional en cinco años.