Grupa znanstvenika iz Ruskog kvantnog centra predvođena Aleksejem Fedorovim zajedno s
Ubrzanje sastavljanja genoma u odsutnostiReferenca pomoću kvantnih računala omogućit će korištenje dobivenih podataka za pružanje hitne medicinske pomoći te u analizi novih vrsta bolesti. Iako je potpuna rekonstrukcija izvornog genoma potrebna za personalizaciju medicinskog pristupa još uvijek nemoguća na kvantnim računalnim uređajima zbog njihove nedovoljne snage, znanstvenici su uspjeli razviti algoritam i riješiti niz tehničkih poteškoća, čime su povećali točnost i ubrzali proces analize podataka.
Kvantni računalni uređaji sposobni suobraditi veći broj varijabli, uz značajno smanjenje ne samo vremena, već i financijskih troškova. Rezultati bi mogli uvelike olakšati proučavanje novih vrsta i strukturnih promjena u DNK koje se ne mogu detektirati klasičnim mapiranjem i genomskim preraspodjelama u stanicama raka. Dakle, uvođenje kvantnih tehnologija pridonosi bržem razvoju personalizirane medicine.
Prvi genom sekvenciran je prije više od 40 godina(bakteriofag fX 174). Međutim, dok je prvo sastavljanje ljudskog genoma trajalo oko 13 godina, danas su javne i privatne institucije u stanju taj proces završiti u nekoliko tjedana. Sudionici eksperimenta pokazali su učinkovitost kvantnog računalstva u bioinformatičkim zadacima, provodeći istraživanje po prvi put temeljeno i na stvarnim i na simuliranim podacima.
“Jedan od najvažnijih zadataka u polju kvantneRačunalstvo je pronalaženje korisnih aplikacija. Bioinformatika i genetika često se suočavaju sa složenim računalnim problemima koji se mogu ubrzati kvantnim računalima. U našem smo istraživanju pokazali mogućnost korištenja određenih tipova kvantnih računala — uređaja za kvantno žarenje — za rješavanje problema sklapanja genoma. Također smo koristili kvantno inspirirani algoritam žarenja, koji se temelji na modeliranju ponašanja kvantnih sustava. U budućnosti se raspon primjena kvantnih računalnih tehnologija u problemima genetike može značajno proširiti,” rekao je Alexey Fedorov, glavni autor studije.
“Mogućnosti kvantnih računala dopuštajubaci svjež pogled na zadatke, uključujući bioinformatiku, koji su se prije činili računalno previše složenima. U našoj studiji procijenili smo izglede za upotrebu kvantnih računala u analizi genoma ljudi i drugih organizama. Na spoju tih područja pojavljuju se nove metode uz pomoć kojih se sve veći obim podataka kvalitativno analizira (imajte na umu da genom jedne osobe zauzima oko 100 Gb). Uz to, nove metode omogućuju vam da danima ne čekate rezultate genetskog istraživanja u situacijama kada se sat broji "- rekao je Alexander Rakitko, direktor proizvoda tvrtke Genotek.
ICQT je najveći ruski i jedan od najvećihprestižne svjetske konferencije o kvantnim tehnologijama. Program uključuje ne samo znanstvena izvješća na visokoj razini, već i Dan otvorenih vrata za široku publiku. Ove godine konferenciju su organizirali Ruski kvantni centar, Državna korporacija za atomsku energiju Rosatom i Nacionalni kvantni laboratorij. Generalni partner događaja je Sberbank. Partneri su bili Ruska akademija znanosti, Gazprombank, Zaklada Roscongress i MISiS. Događaj se održava u okviru Godine znanosti i tehnologije.
Rezultati objavljeni u časopisu ScientificIzvještaji i predstavljeni na VI međunarodnoj konferenciji o kvantnim tehnologijama ICQT-2021. Studiju je također podržala Ruska zaklada za znanost, kao i pristup kvantnim računalnim uređajima kao dio globalne borbe protiv COVID-19.
Čitaj više
Maglice, komete i zvjezdani rasadnici: prikazuju najbolju astrofotografiju godine
Promjene u Zemljinoj orbiti pridonijele su nastanku složenog života na planeti
Podaci špijunskih satelita pomogli su otkriti uzrok topljenja ledenjaka u Aziji