Là où l’intelligence artificielle facilite et accélère les tests cliniques sur les nouveaux traitements, l’informatique quantique va permettre de prévoir leurs effets encore plus rapidement. Ceci devrait doper la recherche et permettre à de nouveaux médicaments de pointe et à de nouveaux vaccins plus sûrs et plus performants de voir le jour…
L’intelligence artificielle (IA) transforme rapidement quasiment tous les secteurs existants.
Presque tous les emplois imaginables peuvent être au moins assistés par des outils d’IA accessibles au public. Aujourd’hui, même les lanceurs au baseball lancent plus vite que jamais grâce à l’IA.
Mais le secteur qui semble en bénéficier plus que tout autre est celui des biotechnologies.
Il faut savoir que l’IA apporte un second souffle à la recherche et au développement de nouveaux médicaments, activité auparavant longue, coûteuse et moins productive.
En fin de compte, elle n’est rien d’autre qu’une nouvelle évolution du domaine le plus précieux de l’histoire de l’humanité : l’analyse des données (« data analytics »).
Dans toutes les disciplines, l’analyse des évènements passés est extrêmement prisée, et l’IA fait passer cette démarche au niveau supérieur.
Après tout, les grands modèles de langage à partir desquels sont construits les programmes d’IA ne sont « que » de gigantesques volumes de données pouvant ensuite être utilisés pour identifier des schémas récurrents et, dans certains cas, établir des projections et des prédictions.
Alors on ne devrait pas s’étonner que l’IA soit si utile à la recherche et développement (R&D), considérant qu’elle est par nature axée sur les données.
Mais l’informatique quantique – dont on parle moins mais qui est tout aussi puissante et révolutionnaire – s’avère extrêmement utile pour le futur développement des biotechnologies.
L’informatique quantique – qui utilise des qubits multi-états et non les octets binaires de l’informatique traditionnelle – est un procédé informatique extrêmement puissant qui, jusqu’à présent, a donné du fil à retordre aux chercheurs.
Mais face aux récents progrès de l’informatique quantique, la question de son utilité sur le plan pratique a été fréquemment soulevée.
C’est dans le domaine du cryptage et du décryptage que l’on en parle le plus, dans la mesure où cette technologie pourrait résoudre des équations extrêmement complexes qui prendraient des années à des ordinateurs classiques.
Mais elle aura également des applications très intéressantes pour notre vie quotidienne.
Une nouvelle ère de la médecine
Via ce nouveau partenariat, Moderna espère se servir à la fois de la puissance de l’informatique quantique et de celle de l’IA afin d’améliorer ses capacités en termes de biologie, mais plus particulièrement ses développements basés sur l’ARNm (ARN messager).
Moderna appliquera un « modèle de fondation d’IA » appelé MoLFormer afin d’établir des prédictions, et d’obtenir des informations concernant de potentiels traitements à base d’ARNm. Ce modèle sera utilisé pour optimiser les nanoparticules lipidiques et l’ARNm lui-même, ce qui contribuera énormément à la durabilité et à l’efficacité des futurs médicaments.
Moderna va intégrer le Quantum Network d’IBM et participer à son programme Quantum Accelerator.
Comment peut-on utiliser l’informatique quantique pour faire de la recherche sur les médicaments ? Une société se sert déjà – à petite échelle – de l’informatique quantique pour le faire.
Il s’agit de POLARISqb.
Fondée en 2020, POLARISqb utilise l’informatique quantique pour améliorer la conception de médicaments assistée par ordinateur (« CADD » pour « computer-aided drug design »), partie cruciale du processus de R&D, dans la mesure où elle permet aux chercheurs de prédire les effets de traitements potentiels avant même d’intégrer le laboratoire.
La CADD est un processus lent et limité, si l’on se sert d’ordinateurs traditionnels, et seuls quelques composés peuvent être testés à un moment donné.
Alors que la CADD traditionnelle évalue toutes les possibilités, en dégageant une solution par la force, POLARISqb se sert du recuit quantique (« quantum annealer ») pour résoudre les problèmes d’optimisation complexes, chose auparavant impossible.
Le processus du « recuit quantique » schématisé
A gauche, un espace chimique contenant plus de 1023 molécules candidates
Au milieu, le recuit quantique (descripteur 1…2…3…n/Ensemble optimisé)
A droite, ensemble optimisé de 100 composés lead à tester en laboratoire humide
POLARISqb a déjà prouvé l’efficacité de cette nouvelle méthode, en construisant une bibliothèque chimique comptant 1,3 million de composés et en se servant du recuit quantique pour concevoir des molécules candidates leads (têtes de série). En six mois, la société a réussi à classer par ordre de priorité trente molécules leads, dont 10 partageaient des motifs avec certaines molécules qui avaient exigé des années pour être identifiées.
Si l’on associe l’IA à l’informatique quantique pour relancer un secteur du développement de médicaments en déclin, les nouveaux médicaments – et les améliorations apportées aux traitements existants – devraient progresser de façon exponentielle !
A un avenir radieux !
Ray Blanco
