กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จาก Russian Quantum Center นำโดย Alexey Fedorov ร่วมกับ
การเร่งการประกอบจีโนมในกรณีที่ไม่มีการอ้างอิงโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำให้สามารถใช้ข้อมูลที่ได้รับเพื่อการรักษาพยาบาลฉุกเฉินและในการวิเคราะห์โรคประเภทใหม่ๆ แม้ว่าการสร้างจีโนมดั้งเดิมขึ้นมาใหม่ทั้งหมดซึ่งจำเป็นต่อการปรับเปลี่ยนแนวทางทางการแพทย์ให้เหมาะกับแต่ละบุคคลนั้นยังคงเป็นไปไม่ได้บนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมเนื่องจากมีพลังงานไม่เพียงพอ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถพัฒนาอัลกอริธึมและแก้ไขปัญหาทางเทคนิคจำนวนหนึ่งได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแม่นยำและเร่งกระบวนการให้เร็วขึ้น ของการวิเคราะห์ข้อมูล
อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความสามารถประมวลผลตัวแปรจำนวนมากขึ้น ในขณะที่ลดไม่เพียงแต่เวลาเท่านั้น แต่ยังลดต้นทุนทางการเงินอีกด้วย ผลลัพธ์นี้สามารถอำนวยความสะดวกในการศึกษาสายพันธุ์ใหม่และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างใน DNA ที่ไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยการทำแผนที่แบบคลาสสิก และการจัดเรียงจีโนมใหม่ในเซลล์มะเร็ง ดังนั้นการนำเทคโนโลยีควอนตัมมาใช้จึงมีส่วนช่วยในการพัฒนายาเฉพาะบุคคลให้รวดเร็วยิ่งขึ้น
จีโนมแรกถูกจัดลำดับเมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว(แบคเทอริโอฟาจ fX 174) อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการประกอบจีโนมมนุษย์ครั้งแรกจะใช้เวลาประมาณ 13 ปี แต่ในปัจจุบัน สถาบันภาครัฐและเอกชนสามารถดำเนินการกระบวนการนี้ให้เสร็จสิ้นได้ภายในไม่กี่สัปดาห์ ผู้เข้าร่วมการทดลองได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในงานชีวสารสนเทศศาสตร์ โดยทำการวิจัยโดยใช้ข้อมูลทั้งจริงและข้อมูลจำลองเป็นครั้งแรก
“งานที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในสาขาควอนตัมคอมพิวเตอร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับการค้นหาแอปพลิเคชันที่มีประโยชน์ ชีวสารสนเทศศาสตร์และพันธุศาสตร์มักเผชิญกับปัญหาการคำนวณที่ซับซ้อนซึ่งสามารถเร่งได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในการวิจัยของเรา เราได้แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ในการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมบางประเภท เช่น อุปกรณ์หลอมควอนตัม เพื่อแก้ปัญหาการประกอบจีโนม นอกจากนี้เรายังใช้อัลกอริธึมการอบอ่อนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัม ซึ่งอิงตามการสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของระบบควอนตัม ในอนาคต การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัญหาทางพันธุกรรมสามารถขยายออกไปได้อย่างมีนัยสำคัญ” อเล็กเซย์ เฟโดรอฟ ผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว
“ความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมช่วยให้พิจารณางานใหม่ๆ ซึ่งรวมถึงชีวสารสนเทศ ซึ่งก่อนหน้านี้ดูเหมือนซับซ้อนเกินไปในการคำนวณ ในการศึกษาของเรา เราประเมินโอกาสในการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในการวิเคราะห์จีโนมของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่จุดเชื่อมต่อของพื้นที่เหล่านี้ วิธีการใหม่ๆ ปรากฏขึ้น ด้วยความช่วยเหลือซึ่งจะมีการวิเคราะห์ปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นในเชิงคุณภาพมากขึ้น (หมายเหตุ จีโนมของบุคคลหนึ่งคนมีพื้นที่ประมาณ 100 Gb) นอกจากนี้วิธีการใหม่ยังช่วยให้คุณไม่ต้องรอผลการวิจัยทางพันธุกรรมในสถานการณ์ที่นาฬิกากำลังนับวัน” - Alexander Rakitko ผู้อำนวยการผลิตภัณฑ์ Genotek กล่าว
ICQT เป็นรัสเซียที่ใหญ่ที่สุดและเป็นหนึ่งในที่สุดการประชุมระดับโลกอันทรงเกียรติเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัม โปรแกรมนี้ไม่เพียงแต่รวมเอารายงานทางวิทยาศาสตร์ระดับสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวันเปิดสำหรับผู้ชมจำนวนมากด้วย ในปีนี้ การประชุมจัดขึ้นโดย Russian Quantum Center, State Atomic Energy Corporation Rosatom และ National Quantum Laboratory หุ้นส่วนทั่วไปของงานคือ Sberbank พันธมิตร ได้แก่ Russian Academy of Sciences, Gazprombank, Roscongress Foundation และ MISiS งานนี้จัดขึ้นภายในกรอบปีวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ใน Scientificรายงานและนำเสนอในการประชุม VI International Conference on Quantum Technologies ICQT-2021 การศึกษายังได้รับการสนับสนุนจาก Russian Science Foundation เช่นเดียวกับการเข้าถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการต่อสู้กับ COVID-19 ทั่วโลก
อ่านเพิ่มเติม
เนบิวลา ดาวหาง และเรือนเพาะชำดาว: แสดงภาพถ่ายดาราศาสตร์ที่ดีที่สุดแห่งปี
การเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของโลกมีส่วนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนบนโลกใบนี้
ข้อมูลจากดาวเทียมสอดแนมช่วยในการค้นหาสาเหตุของการละลายของธารน้ำแข็งในเอเชีย