Qubit Pharmaceuticals, deeptech spécialisée dans la simulation et la modélisation moléculaire grâce à l’utilisation de la physique quantique, a annoncé ce mercredi 30 novembre la création d’une plateforme visant à accélérer la découverte de médicaments par calcul hybride, classique et quantique sur le NVIDIA Quantum Optimized Device Architecture (QODA).
Qubits Pharmaceuticals a été créée en 2020, ses cinq cofondateurs sont issus d’institutions de recherche de premier plan en France et aux Etats-Unis : CNAM, CNRS, Université du Texas à Austin, Université de la Sorbonne et Université de Washington, à Saint Louis.
La société, basée à Paris au sein de la pépinière Paris Santé Cochin et aux États-Unis à Boston, est membre de NVIDIA Inception, un programme qui offre un soutien commercial, une expertise et une technologie de mise sur le marché pour les startups de pointe. Elle possède un supercalculateur de 25 pflops, Gaia, l’un des plus grands supercalculateurs GPU de France pour la découverte de médicaments.
Elle a d’autre part développé une suite logicielle, Atlas, qui, en créant de véritables jumeaux numériques de molécules physiques, réalise en quelques heures des calculs qui prendraient plusieurs années par des moyens classiques, soit une accélération d’un facteur 100 000. Alors qu’une recherche classique nécessite une moyenne de 5 000 synthèses moléculaires, la simulation réduit ce nombre à environ 200 et permet également d’explorer en parallèle plusieurs familles chimiques, plutôt qu’en séquentiel.
Ainsi, il n’est plus nécessaire de synthétiser des candidats médicaments développés en chimie ou utilisant des algorithmes d’intelligence artificielle pour valider leur efficacité : Atlas permet la modélisation des molécules, leur description et donc la prédiction de leur action.
Atlas a permis à la société de découvrir de nouveaux candidats médicaments contre le Covid en moins de 6 mois et d’initier plusieurs programmes de recherche dans le domaine du cancer et de l’inflammation.
Améliorer la modélisation et la simulation de cibles complexes
La recherche de médicaments par simulation et modélisation nécessite des capacités de calcul inédites dépassant le pétaflop, soit plus d’un million de milliards d’opérations par seconde.
Pour Qubits Pharmaceuticals, l’avenir de la modélisation et de la simulation moléculaires dans la découverte de médicaments devrait résider dans l’utilisation hybride de super-ordinateurs classiques et d’ordinateurs quantiques, les ordinateurs quantiques servant d’accélérateurs pour certains calculs clés aux côtés des supercalculateurs GPU.
Pour explorer ce nouveau domaine de recherche, Qubit a choisi NVIDIA QODA, une plateforme de calcul hybride quantique-classique. Celle-ci permet l’intégration transparente de l’informatique quantique avec le supercalculateur accéléré par GPU, et est compatible avec toutes les ressources quantiques, y compris les QPU physiques et l’émulation avec cuQuantum.
Les QPU, ou unités de traitement quantique, pourraient accélérer les noyaux logiciels clés pour la modélisation moléculaire. De son côté, le SDK NVIDIA cuQuantum, permet aux développeurs de Qubit de simuler des circuits quantiques et ainsi de concevoir des algorithmes prêts à fonctionner sur de futurs ordinateurs quantiques.
La nouvelle plateforme de Qubits est accélérée par 200 GPU (cartes graphiques de dernière génération) dont les systèmes DGX A100 de NVIDIA, offrant une puissance pour la simulation et les calculs d’IA inégalée selon la société. L’association de la plateforme de calcul accélérée de NVIDIA et du logiciel Atlas de Qubit vise à diviser par plus de 2 le temps nécessaire pour cribler, sélectionner un candidat médicament d’intérêt et l’optimiser et par plus de 10 les investissements nécessaires.
Dans un premier temps, cette nouvelle plateforme vise à développer 10 programmes internes de recherche dans les domaines de l’oncologie, des maladies inflammatoires et des antiviraux. Les premiers candidats-médicaments devraient être testés par des laboratoires pharmaceutiques dès 2023.
Robert Marino, PDG de Qubit Pharmaceuticals déclare :
« Nous sommes extrêmement fiers deux années après la création de Qubit d’avoir obtenu la confiance d’un leader mondial tel que NVIDIA. En associant la puissance de calcul de NVIDIA et la capacité de simulation et de modélisation moléculaire de Qubit, nous sommes confiants dans notre capacité à réduire considérablement le temps de développement de nouveaux médicaments et de diviser par dix le coût des développements avant la pré-clinique. Cette collaboration unique au monde est également précurseur dans le domaine de la physique quantique et devrait nous permettre de développer les premiers algorithmes dans ce domaine appliqué à la découverte de médicaments. »
