يستخدم Polarisqb الحوسبة الكمية لتحسين دقيق الصويا وتحسين الأمن الغذائي

حولها 345.2 مليون من المتوقع أن يعاني الناس في جميع أنحاء العالم من انعدام الأمن الغذائي هذا العام ، ويحاول العديد من العلماء والشركات والمنظمات إيجاد طرق لمعالجة هذه المشكلة. إحدى الشركات التي تعمل على حل هذه المشكلة هي بولاريس^qb، وهي شركة كيمياء الكم. باستخدام خوارزميات الحوسبة الكمومية ، بولاريس^qbيقوم فريق العمل بتحسين البروتينات الغذائية في دقيق الصويا لجعل الطعام أكثر تغذية لحيوانات المحاصيل والبشر. لقد ساعدهم عملهم في أن يصبحوا الدور النهائي لتحدي الابتكار في فول الصويا لعام 2023 ، وهي تقنية حيوية برنامج مسرع النظر في بروتين الصويا الذي يديره United Soybean Board و The Yield Lab Institute.

تصميم الببتيدات

بينما بولاريس^qb يبحث أيضًا عن جزيئات تصميم الأدوية، أدركوا مؤخرًا أنه يمكنهم استخدام تقنيتهم ​​في تطبيقات أساسية أخرى. "منذ حوالي عام ونصف ، أدرك الكيميائي الرئيسي لدينا ، الدكتور كيندال بايلر ، أن نفس النظام الذي نستخدمه لتصميم هذه الجزيئات الصغيرة ، يمكننا أيضًا استخدامه لتصميم ببتيدات جديدة ،" أوضح موريس بنسونبولاريس^qb، مهندس برمجيات رئيسي.

يمكن أن تساعد الحوسبة الكمية في تحسين مضافات الأعلاف لجعل البروتينات أكثر قابلية للهضم من خلال استخدام الخوارزميات الكمية لتحسين سلوك هذه المواد المضافة على المستوى الجزيئي. يمكن أن توفر هذه المحاكاة رؤى حول كيفية تأثير المتغيرات المختلفة على خصائص المواد المضافة ، مما يسمح للباحثين بتصميم عمليات أفضل لإنتاجها. على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد التحسينات الكمية في تحديد المادة المضافة الأكثر كفاءة لتقليل الفاقد في إنتاج البروتينات النباتية ، والتي يمكن أن تساعد في تقليل التأثير البيئي لـ إنتاج الغذاء وزيادة توافر الأطعمة المغذية. وأضاف بنسون: "من خلال فهم هذا التطبيق ، بدأنا في البحث عن طرق مختلفة حيث توجد Polaris^qb  يمكن أن تقدم الببتيدات المصممة الكم. "

النظر في دفاعات النبات

جاء أحد هذه القطاعات في شكل تحدي الابتكار في فول الصويا ، والذي ركز على اكتشاف أفكار جديدة تزيد من قيمة وجبة فول الصويا. لوجبة فول الصويا استخدامات عديدة وهي شائعة فيها الأعلاف الحيوانية للخنازير والدواجن والماشية والأسماك. أدرك بنسون وفريقه أنه يمكنهم استخدام نظام تصميم الببتيد الجديد الخاص بهم لجعل دقيق الصويا أكثر تغذية عن طريق زيادة قابلية الهضم لهذه الحيوانات. كما أوضح بينسون ، طورت نباتات الصويا آلية دفاعية لبروتين يسمى مثبطات التربسين ، والذي يمنع هضم دقيق الصويا في معدة الحيوان. للتغلب على هذا ، استخدم بنسون وفريقه خوارزميات كمومية لتصميم ببتيد من شأنه تعطيل آليات الدفاع هذه ، ومنع مثبطات التربسين والسماح للنبات بالهضم مرة أخرى. أضاف بنسون: "كان هذا البحث دليلًا رائعًا على المفهوم لمساعدتنا في تحديد ما إذا كان نظامنا يمكن أن يزيد التغذية من خلال العمل مع هذه الببتيدات". "هذه أيضًا حالة استخدام مهمة جدًا ، حيث نبدأ على الصعيد العالمي في النظر إلى الأمن الغذائي والطرق المختلفة لإطعام العالم."

مساعدة البيئة عن طريق دقيق الصويا

لا يساعد هذا الببتيد الجديد فقط في زيادة تغذية دقيق الصويا ، Polaris^qb يعتقد الفريق أنه يمكن أن يساعد في خفض بيئي تكلفة إنتاج الأعلاف ، مما يساعد المناخ العام أيضًا. أضاف بنسون: "يستخدم عدد قليل جدًا من الشركات بعض المذيبات القاسية إلى حد ما". "أعلم أن الهكسان هو أحد المذيبات المستخدمة لإزالة مثبطات التربسين. يجب نقل هذا النوع من المذيبات والتعامل معه بعناية لأن أي حادث يمكن أن يكون مشكلة بيئية ". يعتقد بنسون أنه يمكن تقليل التأثير البيئي لاستخدام المذيبات القاسية باستخدام مادة الببتيد المضافة.

شارع آخر بولاريس^qb يتم تصميم الببتيدات لتحل محل المبيدات الاصطناعية. قال: "عندما ترش حقلك بالمواد الكيميائية ، لن يتأثر المستهلك النهائي بهذه المادة الكيميائية". "المزارع هو الذي يرش الحقل. كما أن أطفال المزارعين والأشخاص في هذا المجتمع يتأثرون أيضًا بهذه المواد الكيميائية ".

آخرون ، مثل Polaris^qbالرئيس التنفيذي شاهار كينان، انظر إلى المبيدات الببتيدية على أنها شيء يمكن للبيئة إعادة تدويره بسهولة. "الببتيدات قابلة للتحلل" ، صرحت. لذا ، إذا أضفت مواد كيميائية اصطناعية إلى الحقل أو العلف ، فعليك اختبار المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها في اللحوم ، وفي منتج النفايات ، وإدراك التأثير البيئي. الببتيدات قابلة للتحلل ، فهي لا تدخل اللحوم ، وحتى لو كانت جزءًا من الفضلات ، فهي قابلة للهضم. التأثير البيئي هو أحد الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن الببتيدات تزداد شعبيتها في السوق الزراعية ".

بينما بولاريس^qbالمضافات الببتيدية المقترحة من دقيق الصويا لا تزال في مرحلة التصميم ، والفريق متحمس لرؤية آثارها الكبيرة على البيئة والأمن الغذائي. بينما يبحث الآخرون عن طرق للمساعدة في حل هذه المشكلات ، يمكنهم استخدام Polaris^qb، العمل كمثال على طريقة لاستخدام تقنية الجيل التالي التي يتم تطويرها حاليًا للمساعدة في تحسين مستقبلنا.

كينا هيوز-كاسلبيري هي كاتبة في Inside Quantum Technology و Science Communicator في JILA (شراكة بين جامعة كولورادو بولدر و NIST). تشمل إيقاعات كتابتها التكنولوجيا العميقة والحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي. ظهرت أعمالها في Scientific American و Discover Magazine و Ars Technica والمزيد.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/polarisqb-uses-quantum-computing-to-optimize-soymeal-improving-food-security/