Grupė mokslininkų iš Rusijos kvantinio centro, vadovaujama Aleksejaus Fiodorovo kartu su
Genomo surinkimo pagreitis nesantnuoroda naudojant kvantinius kompiuterius leis panaudoti gautus duomenis greitosios medicinos pagalbos teikimui ir naujų ligų tipų analizei. Nors visiškai atkurti originalų genomą, reikalingą medicininiam požiūriui individualizuoti, vis dar neįmanoma kvantinių skaičiavimų įrenginiuose dėl nepakankamos jų galios, mokslininkai sugebėjo sukurti algoritmą ir išspręsti daugybę techninių sunkumų, taip padidindami tikslumą ir pagreitindami procesą. duomenų analizės.
Kvantiniai skaičiavimo įrenginiai galiapdoroti didesnį skaičių kintamųjų, tuo pačiu žymiai sumažinant ne tik laiko, bet ir finansines išlaidas. Rezultatai gali labai palengvinti naujų rūšių ir struktūrinių DNR pokyčių, kurių negalima aptikti klasikiniu kartografavimu, ir vėžio ląstelių genominių pertvarkymų tyrimą. Taigi kvantinių technologijų diegimas prisideda prie spartesnės personalizuotos medicinos plėtros.
Pirmasis genomas buvo sekvenuotas daugiau nei prieš 40 metų(bakteriofagas fX 174). Tačiau nors pirmasis žmogaus genomo surinkimas užtruko apie 13 metų, šiandien viešosios ir privačios institucijos šį procesą gali užbaigti per kelias savaites. Eksperimento dalyviai pademonstravo kvantinio skaičiavimo efektyvumą bioinformatikos užduotyse, pirmą kartą atlikdami tyrimus, pagrįstus tiek tikrais, tiek imituotais duomenimis.
„Viena iš svarbiausių užduočių kvantinėje srityjeKompiuterija skirta naudingų programų paieškai. Bioinformatika ir genetika dažnai susiduria su sudėtingomis skaičiavimo problemomis, kurias gali pagreitinti kvantiniai kompiuteriai. Savo tyrime parodėme galimybę panaudoti tam tikrų tipų kvantinius kompiuterius – kvantinio atkaitinimo įrenginius – genomo surinkimo problemoms spręsti. Mes taip pat naudojome kvantinio įkvėpimo atkaitinimo algoritmą, kuris yra pagrįstas kvantinių sistemų elgesio modeliavimu. Ateityje kvantinio skaičiavimo technologijų pritaikymo spektras genetikos problemoms gali būti gerokai išplėstas“, – sakė tyrimo vadovas Aleksejus Fedorovas.
„Kvantinių kompiuterių galimybės leidžiaiš naujo pažvelkite į užduotis, įskaitant bioinformatiką, kurios anksčiau atrodė pernelyg sudėtingos skaičiavimais. Savo tyrime įvertinome kvantinių kompiuterių naudojimo perspektyvas analizuojant žmonių ir kitų organizmų genomus. Šių sričių sandūroje atsiranda nauji metodai, kurių pagalba kokybiškiau analizuojami augantys duomenų kiekiai (atkreipkite dėmesį, kad vieno žmogaus genomas užima apie 100 Gb). Be to, nauji metodai leidžia ne kelias dienas laukti genetinių tyrimų rezultatų situacijose, kai skaičiuojamas laikrodis “, - sakė Aleksandras Rakitko,„ Genotek “produktų direktorius.
ICQT yra didžiausia rusų ir viena iš labiausiaiprestižinėse pasaulinėse konferencijose apie kvantines technologijas. Programoje yra ne tik aukšto lygio moksliniai pranešimai, bet ir atvirų durų diena plačiai auditorijai. Šiemet konferenciją organizuoja Rusijos kvantų centras, Valstybinė atominės energetikos korporacija ROSATOM ir Nacionalinė kvantų laboratorija. Pagrindinis renginio partneris yra „Sberbank“. Partneriai buvo Rusijos mokslų akademija, „Gazprombank“, „Roscongress“ fondas ir MISiS. Renginys vyksta mokslo ir technologijų metų rėmuose.
Rezultatai paskelbti „Scientific“Pranešimai ir pristatyti VI tarptautinėje konferencijoje apie kvantines technologijas ICQT-2021. Tyrimą taip pat palaikė Rusijos mokslo fondas, taip pat prieigą prie kvantinių skaičiavimo prietaisų kaip pasaulinės kovos su COVID-19 dalį.
Skaityti daugiau
Ūkai, kometos ir žvaigždžių darželiai: rodoma geriausia metų astrofotografija
Žemės orbitos pokyčiai prisidėjo prie sudėtingos gyvybės atsiradimo planetoje
Šnipinėjimo palydovų duomenys padėjo išsiaiškinti ledynų tirpimo Azijoje priežastis