Polarisqb bruger kvantecomputere til at optimere sojamel og forbedre fødevaresikkerheden

Som omkring 345.2 millioner mennesker verden over forventes at være fødevareusikre i år, mange videnskabsmænd, virksomheder og organisationer forsøger at finde måder at løse dette problem på. En af de virksomheder, der arbejder med dette problem, er Polaris^qb, en kvantekemivirksomhed. Bruger kvanteberegningsalgoritmer, Polaris^qb's team optimerer fødevareproteiner i sojamel for at gøre mad mere nærende for afgrødedyr og mennesker. Deres arbejde har hjulpet dem til at blive en finalist til 2023 Soy Innovation Challenge, en bioteknologi acceleratorprogram ser på sojaprotein forvaltet af United Soybean Board og The Yield Lab Institute.

Design af peptider

Mens Polaris^qb forsker også i molekyler til lægemiddeldesign, indså de for nylig, at de kunne bruge deres teknologi til andre vigtige applikationer. "For omkring halvandet år siden indså vores ledende kemiker, Dr. Kendall Byler, at det samme system, som vi bruger til at designe disse små molekyler, kunne vi også bruge til at designe nye peptider," forklarede Maurice Benson, Polaris^qb, ledende softwareingeniør.

Kvanteberegning kan hjælpe med at optimere fodertilsætningsstoffer for at gøre proteiner mere fordøjelige ved at bruge kvantealgoritmer til at optimere adfærden af ​​disse tilsætningsstoffer på et molekylært niveau. Disse simuleringer kan give indsigt i, hvordan forskellige variable påvirker egenskaberne af tilsætningsstofferne, hvilket giver forskere mulighed for at designe bedre processer til at producere dem. For eksempel kunne kvanteoptimeringer hjælpe med at identificere det mest effektive tilsætningsstof til at sænke affaldet ved fremstilling af plantebaserede proteiner, hvilket kunne hjælpe med at reducere miljøpåvirkningen af fødevareproduktion og øge tilgængeligheden af ​​nærende fødevarer. Benson tilføjede: "Ved at forstå den applikation begyndte vi at lede efter forskellige veje, hvor Polaris^qb  kunne introducere kvantedesignede peptider."

Ser på Planteforsvar

En af disse vertikaler kom i form af Soy Innovation Challenge, som var fokuseret på at opdage nye ideer, der øger værdien af ​​sojaskrå. Sojaskrå har mange anvendelsesmuligheder og er almindeligt i dyrefoder til svin, fjerkræ, kvæg og fisk. Benson og hans team indså, at de kunne bruge deres nye nye peptiddesignsystem til at gøre sojamel mere nærende ved at øge fordøjeligheden for disse dyr. Som Benson forklarede, har sojaplanter udviklet en forsvarsmekanisme af et protein kaldet trypsin-hæmmere, som forhindrer fordøjelsen af ​​sojamelet i dyrets mave. For at overvinde dette brugte Benson og hans team kvantealgoritmer til at designe et peptid, der ville inaktivere disse forsvarsmekanismer, blokere trypsinhæmmerne og tillade planten at være fordøjelig igen. "Denne forskning har været et godt proof of concept for at hjælpe os med at afgøre, om vores system kunne øge ernæringen ved at arbejde med disse peptider," tilføjede Benson. "Dette er også en meget vigtig use case, da vi globalt begynder at se på fødevaresikkerhed og forskellige måder at brødføde verden på."

Hjælper miljøet via sojamel

Ikke alene hjælper dette nye peptid med at øge ernæringen af ​​sojamelet, Polaris^qb team mener, at det kan være med til at sænke miljømæssige omkostninger til foderproduktion, hvilket også hjælper det overordnede klima. "En hel del virksomheder bruger nogle ret hårde opløsningsmidler," tilføjede Benson. "Jeg ved, at hexan er et opløsningsmiddel, der bruges til at fjerne trypsinhæmmere. Denne type opløsningsmidler skal transporteres og håndteres forsigtigt, fordi enhver ulykke kan være et miljøproblem." Benson mener, at miljøpåvirkningen ved at bruge skrappe opløsningsmidler kan reduceres ved at bruge dette peptidadditiv.

En anden avenue Polaris^qb tager, designer peptider til at erstatte syntetiske pesticider. "Når du sprøjter din mark med kemikalier, er det ikke slutforbrugeren, der vil blive påvirket af det kemikalie," sagde han. ”Det er landmanden, der sprøjter marken. Landmandens børn og folk i det samfund bliver også påvirket af disse kemikalier."

Andre, som Polaris^qb's CEO Shahar Keinan, se peptidpesticiderne som noget, miljøet nemt kan genbruge. "Peptiderne er biologisk nedbrydelige," sagde hun. ”Så hvis man tilsætter syntetiske kemikalier til marken eller foderet, skal man teste for uønskede biprodukter i kødet, i affaldsproduktet og være opmærksom på miljøbelastningen. Peptider er biologisk nedbrydelige, de kommer ikke ind i kødet, og selvom de er en del af affaldsprodukterne, er de fordøjelige. Miljøpåvirkning er en af ​​grundene til, at vi tror, ​​at peptider vokser i popularitet på landbrugsmarkedet."

Mens Polaris^qb's foreslåede sojamel-peptidadditiv er stadig i sin designfase, teamet er spændt på at se dets store konsekvenser for miljøet og fødevaresikkerheden. Mens andre leder efter måder at hjælpe med at løse disse problemer, kan de tage Polaris^qb, arbejde som et eksempel på en måde at bruge den næste generations teknologi, der i øjeblikket udvikles til at hjælpe med at forbedre vores fremtid.

Kenna Hughes-Castleberry er medarbejderskribent hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, quantum computing og AI. Hendes arbejde har været omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mere.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
• Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
• Kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/polarisqb-uses-quantum-computing-to-optimize-soymeal-improving-food-security/