Головне: Квантові обчислення в геноміці
Вчені використали 156‑кубітний процесор IBM Heron для кодування повного геному вірусу гепатиту D. Це перший успішний приклад застосування квантових алгоритмів у біології, що відкриває нові шляхи дослідження захворювань.
Детально: Як працює квантове кодування геному
У рамках міжнародної ініціативи Quantum for Bio (Q4Bio) команда інституту Wellcome Sanger успішно перенесла 1 700‑нуклеотидний геном HDV у форму, сумісну з квантовими обчисленнями. Традиційні комп’ютери обмежені у швидкості обробки довгих послідовностей, тоді як квантовий процесор з 156 кубітами дозволяє виконувати паралельні розрахунки за допомогою спеціалізованих алгоритмів.
Процес включав кілька етапів:
- Перетворення послідовності з літер A, C, G, T/U у бітову репрезентацію, адаптовану під квантові стани.
- Оптимізація кодування за допомогою алгоритмів, що мінімізують кількість квантових вентилів.
- Тестування на реальному обладнанні IBM Heron: кодування, вирівнювання фрагментів ДНК, збірка пангеномів та побудова філогенетичних дерев.
«Коли ми працюємо з пангеномами, інформація нагадує складний лабіринт, і ми розробляємо квантові алгоритми, здатні ефективніше знаходити оптимальні шляхи там, де класичні комп’ютери застрягають», – пояснив керівник команди Сергій Стрелчук з Оксфордського університету.
Вибір HDV був стратегічним: його компактний розмір дозволяє швидко тестувати нові методи, а медичне значення (тяжкі інфекції печінки) підкреслює практичну цінність дослідження. У довгостроковій перспективі квантові обчислення можуть прискорити моніторинг епідемій, виявлення редких мутацій та розробку таргетованих терапій.
Незважаючи на успішний прототип, експерти зазначають, що широке впровадження потребуватиме ще кілька років розробки стабільних платформ, які поєднують класичні та квантові підходи для розв’язання складних біоінформатичних задач.
