Un grupo de científicos del Centro Cuántico Ruso dirigido por Alexey Fedorov junto con
Aceleración del ensamblaje del genoma en ausencia.La referencia mediante ordenadores cuánticos permitirá utilizar los datos obtenidos para proporcionar atención médica de emergencia y en el análisis de nuevos tipos de enfermedades. Aunque la reconstrucción completa del genoma original, necesaria para personalizar el enfoque médico, todavía es imposible en los dispositivos de computación cuántica debido a su potencia insuficiente, los científicos lograron desarrollar un algoritmo y resolver una serie de dificultades técnicas, aumentando así la precisión y acelerando el proceso. de análisis de datos.
Los dispositivos de computación cuántica son capaces deprocesar un mayor número de variables, al tiempo que reduce significativamente no solo el tiempo, sino también los costos financieros. Los resultados podrían facilitar enormemente el estudio de nuevas especies y cambios estructurales en el ADN que no pueden detectarse mediante el mapeo clásico y reordenamientos genómicos en células cancerosas. Así, la introducción de tecnologías cuánticas contribuye a un desarrollo más rápido de la medicina personalizada.
El primer genoma fue secuenciado hace más de 40 años(bacteriófago fX 174). Sin embargo, mientras que el primer ensamblaje del genoma humano tardó unos 13 años, hoy las instituciones públicas y privadas son capaces de completar este proceso en unas pocas semanas. Los participantes en el experimento demostraron la eficacia de la computación cuántica en tareas bioinformáticas, realizando por primera vez investigaciones basadas en datos reales y simulados.
“Una de las tareas más importantes en el campo de la cuánticaLa informática consiste en encontrar aplicaciones útiles. La bioinformática y la genética a menudo enfrentan problemas computacionales complejos que pueden acelerarse mediante computadoras cuánticas. En nuestra investigación, mostramos la posibilidad de utilizar ciertos tipos de computadoras cuánticas (dispositivos de recocido cuántico) para resolver problemas de ensamblaje del genoma. También utilizamos un algoritmo de recocido de inspiración cuántica, que se basa en modelar el comportamiento de sistemas cuánticos. En el futuro, la gama de aplicaciones de las tecnologías de computación cuántica en problemas genéticos podrá ampliarse significativamente”, afirmó Alexey Fedorov, autor principal del estudio.
“Las capacidades de las computadoras cuánticas permiteneche un vistazo a las tareas, incluida la bioinformática, que anteriormente parecían demasiado complejas desde el punto de vista informático. En nuestro estudio, evaluamos las perspectivas de usar computadoras cuánticas en el análisis de los genomas de humanos y otros organismos. En la unión de estas áreas, aparecen nuevos métodos, con la ayuda de los cuales se analizan más cualitativamente volúmenes crecientes de datos (tenga en cuenta que el genoma de una persona ocupa alrededor de 100 Gb). Además, los nuevos métodos le permiten no esperar durante días los resultados de la investigación genética en situaciones en las que el reloj está contando ", dijo Alexander Rakitko, Director de Producto de Genotek.
ICQT es el más grande de Rusia y uno de los másprestigiosas conferencias mundiales sobre tecnologías cuánticas. El programa incluye no solo informes científicos de alto nivel, sino también una jornada de puertas abiertas para una amplia audiencia. Este año, la conferencia fue organizada por el Centro Cuántico Ruso, la Corporación Estatal de Energía Atómica Rosatom y el Laboratorio Cuántico Nacional. El socio general del evento es Sberbank. Los socios fueron la Academia de Ciencias de Rusia, Gazprombank, la Fundación Roscongress y MISiS. El evento tiene lugar en el marco del Año de la Ciencia y la Tecnología.
Resultados publicados en ScientificInformes y presentados en el VI Congreso Internacional de Tecnologías Cuánticas ICQT-2021. El estudio también fue apoyado por la Russian Science Foundation, así como el acceso a dispositivos de computación cuántica como parte de la lucha global contra COVID-19.
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