কোয়ান্টাম টেকনোলজির ইনসাইড স্কুপ: কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, ফার্মা ইন্ডাস্ট্রি এবং নতুন উপকরণ

উপর দিয়ে $ 1.42 ট্রিলিয়ন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জুড়ে রাজস্বের ক্ষেত্রে, ফার্মা শিল্প কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কোম্পানিগুলির জন্য অনেক লাভজনক সুযোগ উপস্থাপন করে। কারণ ওষুধের নকশা এবং নতুন উপকরণ তৈরির ওপর গবেষণা করা হয় আণবিক স্কেল, প্রশ্ন করা বিষয়গুলি মূলত কোয়ান্টাম সিস্টেমে পরিণত হয়। এটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির জন্য এই উপাদানগুলিকে বিশ্লেষণ এবং অনুকরণ করাকে উল্লেখযোগ্যভাবে সহজ করে তোলে কারণ কম্পিউটারগুলিও কোয়ান্টাম সিস্টেম। যদিও শাস্ত্রীয় কম্পিউটিং ইতিমধ্যেই ড্রাগ সিমুলেশনে (সাধারণত মেশিন লার্নিংয়ের সংমিশ্রণে) প্রয়োগ করা হচ্ছে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কেবল আবিষ্কারের প্রক্রিয়াটিকে স্ট্রীমলাইন করতে পারে না বরং এটি তৈরি করতে পারে প্রতিচ্ছবি স্থানান্তর পুরো ফার্মা শিল্পের জন্য।

কোয়ান্টাম সায়েন্সের রিভারলেন ম্যানেজার ডঃ নিকোল হোলজম্যান ফার্মা শিল্পে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ভূমিকা নিয়ে আলোচনা করেছেন। (পিসি রিভারলেন)

"উন্নয়ন এতটাই মৌলিক যে ফার্মা তার নিজস্ব বিক্রয়ের সম্পূর্ণ 15 শতাংশ R&D-এ ব্যয় করে," ব্যাখ্যা করে 2021 ম্যাককিনসে এবং কোম্পানি নিবন্ধ। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর জন্য সিমুলেশন ব্যবহার করে এই খরচগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে সিলিকোতে ক্লিনিকাল ট্রায়াল। এখানে, অংশগ্রহণকারীদের এবং বিভিন্ন ওষুধের চিকিত্সা সিমুলেট করা হবে, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারকে ড্রাগ প্রোটোকল পরীক্ষা করতে এবং একটি সস্তা এবং আরও কার্যকর উপায়ে সমাধানের জন্য অপ্টিমাইজ করার অনুমতি দেবে। অন্যান্য কোয়ান্টাম সিমুলেশনগুলি প্রোটিনের মধ্যে আণবিক মিথস্ক্রিয়াকে দেখে ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য যে একটি ওষুধ কীভাবে কাজ করতে পারে। সাম্প্রতিক গবেষণা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কোম্পানি থেকে নদীপথ এনজাইম হাইড্রোজেনেজ এবং ফটোসেনসিটাইজার অণু টেমোপোরফিন অধ্যয়নের জন্য একটি এমবেডিং কৌশল ব্যবহার করে বিশেষ অ্যালগরিদম তৈরি করেছে। "আমরা একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে প্রোটিন পরিবেশের মধ্যে একটি ওষুধের সক্রিয় অংশ গণনা করার একটি উপায় খুঁজে পেতে চাই," ব্যাখ্যা করেছেন রিভারলেনের কোয়ান্টাম বিজ্ঞানের ব্যবস্থাপক ড. নিকোল হোলজম্যান. "কিন্তু এটি করা খুব কঠিন কারণ সিস্টেমগুলি খুব বড়। তাই আমাদের একটি প্রোটিনের সক্রিয় অংশকে বিচ্ছিন্ন করার উপায় খুঁজে বের করতে হবে এবং একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে সেই সামান্য পরিমাণ গণনা করতে হবে।"

শাস্ত্রীয় কম্পিউটিং এর মাধ্যমে ইতিমধ্যেই ড্রাগ সিমুলেশন তৈরি করা হয়েছে সিএডিডি (কম্পিউটার-অ্যাসিস্টেড ড্রাগ ডিসকভারি)। CADD এর সাথে, গবেষকরা আণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির সিমুলেশন তৈরি করতে মেশিন লার্নিং ব্যবহার করতে পারেন। যাইহোক, CADD এর সীমা আছে, কারণ এটি সমস্ত ডেটা, এমনকি সম্ভাব্য "মৃত শেষ" অণুগুলিও দেখে। এই সীমাবদ্ধতা ফার্মা শিল্পের জন্য একটি বাধা তৈরি করতে পারে, কারণ এটি কোন অণুগুলি অধ্যয়ন করা যেতে পারে তা সীমাবদ্ধ করে। একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সাহায্যে, এই প্রক্রিয়াটিকে আরও ত্বরান্বিত আবিষ্কার প্রক্রিয়ার জন্য মঞ্জুরি দিয়ে, সুবিন্যস্ত এবং দ্রুততর করা যেতে পারে। প্রকৃত ওষুধের ট্রায়ালগুলি ড্রাগ সিমুলেশন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে না, এই কম্পিউটার সিমুলেশনগুলি আরও বেশি ব্যয়-কার্যকর পদ্ধতিতে সম্ভাব্য চিকিত্সা প্রোটোকলগুলিকে চিহ্নিত করতে সহায়তা করতে পারে। "আপনি যদি ড্রাগ ডিজাইন চক্রের দিকে তাকান, তাহলে একটি ওষুধ ডিজাইন করতে 12 বছরের মতো অনেক, অনেক বছর লাগে," হোলজম্যান বলেছেন। "এটি খুব, খুব ব্যয়বহুল। আপনি লক্ষ লক্ষ অণু দিয়ে শুরু করতে পারেন এবং শেষ পর্যন্ত, যদি আপনার হাতে কিছু সম্ভাব্য প্রার্থী থাকে তবে আপনি খুশি। এবং সেই দীর্ঘ প্রক্রিয়ায়, যেখানে প্রচুর পরীক্ষামূলক পদক্ষেপ রয়েছে।" কোয়ান্টাম কম্পিউটিং শুধুমাত্র এই প্রক্রিয়াটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে সাহায্য করতে পারে না কিন্তু ফার্মা শিল্পে একটি সম্ভাব্য দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের কারণ হতে পারে। আরও কম্পিউটিং শক্তির সাথে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি অ্যান্টিবডি বা এমনকি সম্পূর্ণ পেপটাইডের মতো জিনিসগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করতে সিমুলেটেড আণবিক সিস্টেমের প্রকারগুলিকেও প্রসারিত করতে পারে।

ফার্মা শিল্পে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর টাইমলাইন

যদিও কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি এই অনেকগুলি সুবিধা প্রদান করে, তবে সেগুলি সম্পূর্ণরূপে প্রয়োগ করার আগে এটি কিছুটা সময় লাগতে পারে। এই ব্যবধানের একটি কারণ হল ব্যবহারের ক্ষেত্রে অভাব। যদিও রিভারলেনের মতো কোম্পানিগুলি সম্ভাব্য ব্যবহারের ক্ষেত্রে পরীক্ষা করছে (যেমন উভয়ের সাথে তাদের অংশীদারিত্বে অ্যাসটেক্স ফার্মাসিউটিক্যালস এবং রিগেটি কম্পিউটিং), কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহার করার জন্য যথেষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রে বিকাশ করতে কিছু সময় লাগবে। এই সময় বিলম্বের অন্য প্রধান কারণ হল হার্ডওয়্যার উন্নয়ন। বর্তমান কোয়ান্টাম কম্পিউটার যা নতুন উপকরণ বা ওষুধ আবিষ্কারে প্রয়োগ করা হচ্ছে বলে মনে করা হয় NISQs (গোলমাল ইন্টারমিডিয়েট স্কেল কোয়ান্টাম), যেখানে তারা এখনও ত্রুটি এবং অন্যান্য সমস্যা ধারণ করে। ম্যাককিনসে এবং কোম্পানি বিশ্বাস করে যে ত্রুটি-মুক্ত কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি এর বাইরেও উপলব্ধ হবে 2030, এবং ফার্মা শিল্পে বড় তরঙ্গ তৈরি করবে। কোম্পানিগুলো পছন্দ করে কোয়ান্টাম ব্রিলিয়ান্স এই হার্ডওয়্যার চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে ডায়মন্ড কোয়ান্টাম এক্সিলারেটরের মতো অনন্য হার্ডওয়্যার ব্যবহার করার আশা করছেন৷ রিভারলেন একইভাবে, এই সমস্যাগুলি কাজ করার চেষ্টা করছে। "এটি আরেকটি এলাকা যেখানে রিভারলেন এই মেশিনগুলিতে ঘটে যাওয়া ত্রুটিগুলি সংশোধন করার জন্য অনেক প্রচেষ্টা করছে," হোলজম্যান যোগ করেছেন। “সুতরাং, আমাদের কাছে প্রচুর কিউবিট রয়েছে যা আপনি গণনার জন্য ব্যবহার করেন এবং সেই গণনার সময়, তাদের মধ্যে কিছু ভেঙে যাবে। এটি কেবল ঘটে, এটি সর্বদা ঘটবে, এমনকি যদি আমাদের আরও ভাল মেশিন থাকে। এই গণনাটি কার্যকর করার জন্য, আমাদের এই ত্রুটিগুলির জন্য ক্রমাঙ্কন করতে হবে।"

অন্যান্য কোয়ান্টাম কোম্পানির মত কোয়ান্টিনিয়াম টাইমলাইনটি ছোট করার জন্য ইতিমধ্যেই এগিয়ে যাচ্ছে। সম্প্রতি মুক্তি পেয়েছে কোয়ান্টিনিয়াম ইনকুয়ান্টো, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনাল কেমিস্ট্রি সফ্টওয়্যার বিশেষভাবে রসায়নবিদদের জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একাধিক কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম ব্যবহার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। "কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নতুন অণু এবং উপকরণগুলির দ্রুত এবং সাশ্রয়ী বিকাশের একটি পথ সরবরাহ করে যা আমাদের মুখোমুখি হওয়া কিছু বড় চ্যালেঞ্জের অভিনব উত্তর আনলক করতে পারে," প্যাট্রিক মুরহেড, সিইও এবং কোয়ান্টিনুমের মুর ইনসাইটস অ্যান্ড স্ট্র্যাটেজির প্রধান বিশ্লেষক ব্যাখ্যা করেছেন। প্রেস রিলিজ. যদিও ইনকুয়ান্টো এই ধরনের প্ল্যাটফর্মের প্রথম, তবে এটি অবশ্যই শেষ হবে না কারণ অন্যান্য কোয়ান্টাম কোম্পানিগুলি বিভিন্ন ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানির সাথে অংশীদারিত্বের মাধ্যমে গ্রাউন্ড লেভেলে তাদের কম্পিউটিং ক্ষমতা লাভের আশা করছে। এই ধরনের আরও অংশীদারিত্বের ফলে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং শক্তি দ্বারা ফার্মা শিল্প চিরতরে পরিবর্তিত হতে পারে।

Kenna Hughes-Castleberry ইনসাইড কোয়ান্টাম টেকনোলজির একজন কর্মী লেখক এবং JILA-এর সায়েন্স কমিউনিকেটর (কলোরাডো বোল্ডার এবং এনআইএসটি বিশ্ববিদ্যালয়ের মধ্যে একটি অংশীদারিত্ব)। তার লেখার বীটগুলির মধ্যে রয়েছে গভীর প্রযুক্তি, মেটাভার্স এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তি।