Um grupo de cientistas do Centro Quântico Russo liderado por Alexey Fedorov juntamente com
Aceleração da montagem do genoma na ausênciaa referência por meio de computadores quânticos permitirá utilizar os dados obtidos no atendimento médico de emergência e na análise de novos tipos de doenças. Embora a reconstrução completa do genoma original necessária para personalizar uma abordagem médica ainda seja impossível em dispositivos de computação quântica devido ao seu poder insuficiente, os cientistas conseguiram desenvolver um algoritmo e resolver uma série de dificuldades técnicas, aumentando assim a precisão e acelerando o processo de análise de dados.
Dispositivos de computação quântica são capazes deprocessar um maior número de variáveis, reduzindo significativamente não só o tempo, mas também os custos financeiros. Os resultados poderiam facilitar enormemente o estudo de novas espécies e mudanças estruturais no DNA que não podem ser detectadas pelo mapeamento clássico e rearranjos genômicos em células cancerígenas. Assim, a introdução de tecnologias quânticas contribui para o desenvolvimento mais rápido da medicina personalizada.
O primeiro genoma foi sequenciado há mais de 40 anos(bacteriófago fX 174). Porém, enquanto a primeira montagem do genoma humano demorou cerca de 13 anos, hoje as instituições públicas e privadas conseguem concluir este processo em poucas semanas. Os participantes do experimento demonstraram a eficácia da computação quântica em tarefas de bioinformática, conduzindo pela primeira vez pesquisas baseadas em dados reais e simulados.
“Uma das tarefas mais importantes no campo da quânticaComputar é encontrar aplicações úteis. A bioinformática e a genética frequentemente enfrentam problemas computacionais complexos que podem ser acelerados por computadores quânticos. Em nossa pesquisa, mostramos a possibilidade de usar certos tipos de computadores quânticos – dispositivos de recozimento quântico – para resolver problemas de montagem de genoma. Também usamos um algoritmo de recozimento de inspiração quântica, que se baseia na modelagem do comportamento de sistemas quânticos. No futuro, a gama de aplicações das tecnologias de computação quântica em problemas genéticos pode ser significativamente expandida”, disse Alexey Fedorov, principal autor do estudo.
“As capacidades dos computadores quânticos permitemdê uma nova olhada nas tarefas, incluindo bioinformática, que antes pareciam computacionalmente complexas. Em nosso estudo, avaliamos as perspectivas do uso de computadores quânticos na análise de genomas de humanos e outros organismos. Na junção dessas áreas, novos métodos aparecem, com a ajuda dos quais volumes crescentes de dados são analisados de forma mais qualitativa (observe que o genoma de uma pessoa ocupa cerca de 100 Gb). Além disso, os novos métodos permitem que você não espere dias pelos resultados da pesquisa genética em situações em que o relógio está contando "- disse Alexander Rakitko, Diretor de Produto da Genotek.
ICQT é o maior russo e um dos maisprestigiadas conferências mundiais sobre tecnologias quânticas. O programa inclui não apenas relatórios científicos de alto nível, mas também um Dia Aberto para um grande público. Este ano, a conferência foi organizada pelo Russian Quantum Center, pela State Atomic Energy Corporation Rosatom e pelo National Quantum Laboratory. O parceiro geral do evento é o Sberbank. Os parceiros foram a Academia Russa de Ciências, o Gazprombank, a Roscongress Foundation e o MISiS. O evento realiza-se no âmbito do Ano da Ciência e Tecnologia.
Resultados publicados em ScientificRelatórios e apresentados na VI Conferência Internacional de Tecnologias Quantum ICQT-2021. O estudo também foi apoiado pela Russian Science Foundation, bem como o acesso a dispositivos de computação quântica como parte da luta global contra o COVID-19.
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