Kvantmaskininlärning, ett framväxande område som kombinerar maskininlärning och kvantfysik, är forskningens fokus för att upptäcka möjliga behandlingar för COVID-19, enligt forskare från Penn State som leds av Swaroop Ghosh, Joseph R. och Janice M. Monkowski Karriärutvecklingsassistent i elektroteknik och datavetenskap och teknik. Forskarna tror att denna metod kan vara snabbare och mer ekonomisk än de nuvarande metoderna som används för upptäckt av läkemedel.

Seed -finansiering från Penn State Huck Institutes of Life Sciences, som en del av deras snabba reaktionsfinansiering för forskning över universitetet för att ta itu med COVID-19, stöder detta arbete.

"Att upptäcka alla nya läkemedel som kan bota en sjukdom är som att hitta en nål i en höstack, Sa Ghosh.

Enligt Ghosh, att använda den befintliga pipeline för läkemedelsupptäckt kan ta fem till tio år från första idé till marknadsgodkännande, och kostar miljarder dollar.

"Högpresterande datorer som superdatorer och artificiell intelligens kan hjälpa till att påskynda denna process genom att snabbt screena miljarder kemiska föreningar för att hitta relevanta läkemedelskandidater, "sa han." Detta tillvägagångssätt fungerar när tillräckligt med kemiska föreningar är tillgängliga i rörledningen, men tyvärr är detta inte sant för COVID-19. Detta projekt kommer att utforska kvantmaskininlärning för att låsa upp nya möjligheter inom läkemedelsupptäckt genom att snabbt generera komplexa föreningar. "

Ghosh och eltekniska doktorander Mahabubul Alam och Abdullah Ash Saki och datavetenskapliga och tekniska doktorander Junde Li och Ling Qiu har tidigare arbetat med att utveckla en verktygssats för att lösa särskilda typer av problem som kallas kombinatoriska optimeringsproblem, med hjälp av kvantberäkning. Drogupptäckt faller i samma typ av problem som de tidigare arbetat med, vilket gjorde det möjligt för forskarna att svänga till att söka efter en COVID-19-behandling samtidigt som de använde samma verktygsuppsättning som de redan hade utvecklat.

"Artificiell intelligens för upptäckt av läkemedel är ett mycket nytt område, "Sade Ghosh." Den största utmaningen är att hitta en okänd lösning på problemet genom att använda teknik som fortfarande utvecklas - det vill säga kvantberäkning och kvantmaskininlärning. Vi är glada över utsikterna för kvantdatorer för att ta itu med en aktuell kritisk fråga och bidra till att lösa denna allvarliga utmaning. "