LANL থেকে নতুন গবেষণা কোয়ান্টাম ফিজিক্স, কেমিস্ট্রি এবং মেশিন লার্নিংকে একত্রিত করে ড্রাগ ডিজাইনের জন্য একটি ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেল তৈরি করে

কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের মধ্যে অনেক সমীকরণ রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়াগুলির দিকে তাকিয়ে থাকা গবেষকদের গাইড করার জন্য সহায়ক হতে পারে। উভয় কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন একই পারমাণবিক স্তরে কাজ করুন, তারা প্রায়ই নতুন ফলাফল অর্জনের জন্য একে অপরের সাথে টেন্ডেম ব্যবহার করা হয়। সম্প্রতি গবেষকরা ড লস আলামস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (LANL) যোগ করে এই জুটিকে আরও এক ধাপ এগিয়ে নিয়ে গেছে মেশিন লার্নিং আণবিক সিমুলেশনে জৈব রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া ভবিষ্যদ্বাণী করতে সাহায্য করার প্রক্রিয়া। এটি ফলস্বরূপ ড্রাগ ডিজাইন এবং অন্যান্য শিল্প পরিস্থিতিতে পদক্ষেপগুলিকে ত্বরান্বিত করতে সাহায্য করতে পারে, দীর্ঘমেয়াদে ওষুধগুলিকে নিরাপদ এবং দ্রুত করে তোলে।

ডেটা সেটের জন্য মেশিন লার্নিং ব্যবহার করা

ইতিমধ্যে মেশিন লার্নিং প্রক্রিয়া চলছে ফলিত কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে। কারণ মেশিন লার্নিং ভবিষ্যদ্বাণী করে এবং ডেটার বৃহৎ গোষ্ঠী থেকে প্যাটার্ন তৈরি করে, এটি কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা বা রসায়নের মতো ক্ষেত্রের জন্য উপকারী, যেখানে প্রচুর চলমান অংশ রয়েছে। LANL গবেষকের মতে বেঞ্জামিন নেবগেন: “রসায়ন এবং পদার্থ বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে মেশিন লার্নিং (এমএল) পদ্ধতির আবির্ভাবের আগে, রসায়ন এবং বস্তুগত সিস্টেমের সবচেয়ে বড় ব্যবহারিক সিমুলেশন কয়েক হাজার পরমাণুতে সীমাবদ্ধ ছিল। রাসায়নিক বা বস্তুগত বৈশিষ্ট্য যেমন শস্য পথ বা বিরল প্রতিক্রিয়াশীল পথ নির্দেশ করে এমন অনেক প্রভাব সঠিকভাবে ক্যাপচার করার জন্য এটি খুবই ছোট।" মেশিন লার্নিংয়ের সুবিধার জন্য ধন্যবাদ, গবেষকরা কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ সহ সিমুলেশনগুলিতে আরও জটিল পরিস্থিতি অধ্যয়ন করতে পারেন।

নতুন ডিজাইন করা বিজ্ঞানীদের জন্য ওষুধ বা রাসায়নিক বিক্রিয়া অধ্যয়নরত, কোয়ান্টাম স্তরে ইলেকট্রনগুলির সাথে কী ঘটছে তা সম্পূর্ণরূপে বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। "ইলেক্ট্রন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গতি প্রায় সমস্ত রাসায়নিক এবং উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে যা আমাদের আধুনিক অস্তিত্বকে সংজ্ঞায়িত করে," নেবগেন বলেছিলেন। “এতে আমরা যে ওষুধগুলি গ্রহণ করি, আমরা প্রতিদিন যে গৃহস্থালী পরিষ্কারক ব্যবহার করি, আমাদের নিজস্ব গাড়ি এবং ট্রাকের জ্বালানী থেকে শুরু করে সবকিছুর রসায়ন অন্তর্ভুক্ত করে৷ আরও, আমাদের গাড়ি, ঘর, সরঞ্জাম, বিমান এবং আমরা প্রতিদিনের সাথে যোগাযোগ করি এমন প্রায় সবকিছুই তৈরি করে এমন উপাদানের বৈশিষ্ট্য একই অন্তর্নিহিত পদার্থবিদ্যা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।" এটি গবেষকদের একটি মৌলিক স্তরে একটি অণুর মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যে গভীরভাবে অনুসন্ধান করতে সক্ষম করে। যাইহোক, একবার এই স্তরে পৌঁছে গেলে, আরও জটিল গণিত তৈরি হয়। "নিউটনের সমীকরণে যাওয়া স্বতন্ত্র পরমাণুর উপর কাজ করে এমন শক্তিগুলি ইলেকট্রনের গতি থেকে উদ্ভূত হয়, যা প্রকৃতির অন্তর্নিহিত কোয়ান্টাম," নেবগেন ব্যাখ্যা করেছিলেন। "সুতরাং, ইলেকট্রনগুলিকে অবশ্যই শ্রোডিঙ্গার সমীকরণের সাথে চিকিত্সা করা উচিত, যা সমাধান করা একটি অনেক বেশি চ্যালেঞ্জিং গাণিতিক সমস্যা।"

LANL মডেল তৈরি করতে মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে

এই কঠিন সমীকরণগুলি কাটিয়ে উঠতে, নেবগেনের মতো গবেষকরা মেশিন লার্নিং টুলস ব্যবহার করছেন। এই সরঞ্জামগুলি সিস্টেমের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কয়েকটি ইলেক্ট্রনের উপর ফোকাস করে একটি রাসায়নিক সিমুলেশনকে ত্বরান্বিত করতে পারে, নেবগেন যোগ করেছেন। নিউরাল নেটওয়ার্ক নামে একটি মেশিন লার্নিং টুল ব্যবহার করে, নেবগেন এবং তার দল একটি তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেল একটি অণুর মধ্যে সম্ভাব্য ইলেকট্রন অবস্থা এবং তাদের সংশ্লিষ্ট শক্তির। সেখান থেকে দলটি নির্ভুলতার সাথে ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে বিভিন্ন ইনপুট দেওয়া সিমুলেশনের সম্ভাব্য কিছু ফলাফল। নতুন ওষুধের ডিজাইন এবং পরীক্ষা করার জন্য বায়োটেক কোম্পানিগুলি লক্ষ লক্ষ ডলার খরচ করে, এই ধরনের ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেলগুলি অনেক সাশ্রয়ী সুবিধা দিতে পারে। যদিও ওষুধ শিল্পে মেশিন লার্নিং ব্যবহার করা নতুন কিছু নয়, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর শক্তির সাথে এটিকে একত্রিত করা ভবিষ্যতের ওষুধ চালু করার জন্য প্রয়োজনীয় পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তি তৈরি করতে 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।