Pasqal và True Nexus Hợp tác Mô hình hóa Chức năng Protein Thực phẩm bằng Điện toán Lượng tử

Pasqal, một công ty chuyên về điện toán lượng tử, đã thiết lập quan hệ đối tác chiến lược với True Nexus để mô hình hóa các chức năng protein thiết yếu trong hệ thống thực phẩm. Sự hợp tác này tập trung vào việc áp dụng công nghệ lượng tử nhằm dự đoán chính xác các đặc tính quan trọng của protein, bao gồm khả năng tạo gel và kết cấu, vốn là những yếu tố quyết định chất lượng cảm quan của sản phẩm cuối cùng.

Trọng tâm của dự án là phát triển mô hình 3D động, được vector hóa hoàn toàn đầu tiên, nhằm mô phỏng quá trình gel hóa protein, một thuộc tính chức năng cơ bản trong ngành công nghiệp thực phẩm. Sự phát triển này đại diện cho một bước chuyển đổi tiềm năng, hướng lĩnh vực thực phẩm thoát khỏi phương pháp phát triển thành phần dựa trên thử và sai truyền thống sang một quy trình thiết kế có cơ sở khoa học vững chắc. Trong bối cảnh rộng hơn, điện toán lượng tử đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm mô phỏng phân tử trong dược phẩm và nông nghiệp, với thị trường toàn cầu dự kiến đạt 1,7 tỷ đô la vào năm 2026.

Mô hình tham chiếu được tạo ra từ nỗ lực này có khả năng định hướng sâu sắc cho việc phát triển hạt giống và quy trình lên men chính xác, nhằm mục đích tạo ra các nguồn protein bền vững hơn cho tương lai. Việc áp dụng điện toán lượng tử trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới có thể đẩy nhanh đáng kể quá trình này, tương tự như cách nó đang được áp dụng để rút ngắn thời gian nghiên cứu thuốc mới và giảm chi phí thử nghiệm trong ngành dược phẩm.

Pasqal, nhà phát triển bộ xử lý lượng tử dựa trên nguyên tử trung hòa, hiện đang vận hành các Bộ xử lý Lượng tử (QPU) cấp thương mại trên toàn cầu. Công nghệ của Pasqal sử dụng các nguyên tử trung hòa được kiểm soát bằng “nhíp” quang học, cho phép các QPU hoạt động ở nhiệt độ phòng với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các máy tính cổ điển trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp. Việc tích hợp QPU vào cơ sở hạ tầng tính toán hiệu năng cao (HPC) là một xu hướng quan trọng, với Pasqal đã lắp đặt các QPU nguyên tử trung hòa tại các Trung tâm HPC, bao gồm máy Orion Beta (“Ruby”) tại Pháp và một máy khác tại Forschungszentrum Jülich ở Đức.

Việc hiểu biết về protein là một lĩnh vực khoa học cơ bản, với Giải Nobel Hóa học năm 2024 vinh danh những tiến bộ trong việc dự đoán cấu trúc protein thông qua trí tuệ nhân tạo (AI). Việc áp dụng các mô hình tính toán nâng cao, như mô hình 3D động mà Pasqal và True Nexus đang phát triển, có thể cung cấp một lớp hiểu biết mới về các đặc tính chức năng của protein, vượt ra ngoài việc chỉ dự đoán cấu trúc tĩnh. Khả năng mô phỏng nhanh hơn các tương tác phân tử có thể đẩy nhanh quá trình khám phá thành phần, hỗ trợ các công ty tìm kiếm các giải pháp thay thế cho các nguồn protein truyền thống có tác động môi trường đáng kể.

Bằng cách tạo ra một mô hình tham chiếu chính xác cho gel hóa protein, dự án này không chỉ hứa hẹn cải tiến sản phẩm thực phẩm mà còn góp phần vào việc tạo ra các hệ thống sản xuất protein sinh học hiệu quả và có thể mở rộng trong tương lai, nằm trong xu hướng lớn hơn của việc ứng dụng điện toán lượng tử để giải quyết các vấn đề phức tạp trong nhiều ngành công nghiệp.