چگونه کامپیوترهای کوانتومی در علم بیوانفورماتیک معجزه می‌کنند؟

کامپیوتر کوانتومی چیست؟

از کامپیوترهای کوانتومی در جهت انجام محاسبات کوانتومی استفاده می­کنند. اما منظور از محاسبات کوانتومی چیست؟

محاسبات کوانتومی از دسته محاسبات بسیار پیشرفته‌ است. در این محاسبات تعدادی از حالات کوانتومی مانند درهم تنیدگی و تداخل گرد هم آمده‌اند.

باید بدانید که محاسبات کوانتومی که به واسطه کامپیوترهای کوانتومی انجام می­گیرند بر مبنای قوانین فیزیک کوانتوم شکل گرفته‌اند. از این کامپیوترها می­توان در جهت انجام فرایندها بر روی داده‌­ها و همچنین ذخیره کردن آن­ها استفاده کرد. این ذخیره‌سازی و همچنین عملیات داده‌­ها منجر به حل بسیاری از رموز پیشرفته می­شود.

گشایش رموز پیشرفته به واسطه این نوع کامپیوترها، هم جنبه مثبت دارد و هم منفی. مثلا از خبرهای بدی که خوشبختانه هنوز به واسطه این کامپیوترها عملی نشده، گشایش رمز بلاکچین‌ها است! از کاربردهای مثبتی که این کامپیوتر می­تواند اعمال کند نیز میتوان به کمک در حل مسائل پیشرفته زیستی اشاره کرد.

کاربرد کامپیوترهای کوانتومی در علم بیوانفورماتیک

امروزه حضور کامپیوترهای کوانتومی در علم بیوانفورماتیک از مرحله تحقیق عبور کرده و در حال عملی شدن بر روی پروژه‌های خارق‎‎‎‎‌العاده است. برای مثال از کامپیوترهای کوانتومی، برای توالی‌یابی پروتئین‌ها و همچنین محاسبات مربوط به ژن‌ها استفاده می­کنند. البته به تازگی این اشتراک علم را در جهت طراحی واکسن‌ و همچنین ساخت داروهای پیشرفته در حوزه طراحی دارو نیز به کار می‌گیرند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع پیشنهاد میکنیم مقاله‌ی

The prospects of quantum computing in computational molecular biology

را نیز مطالعه کنید.

خوب است بدانید که کامپیوترهای کوانتومی علاوه بر پیچیده بودن, بسیار دقیق هم هستند. این دقیق بودن کمک می­کند که ساخت داروها و سایر پروژه‌­های زیستی با نهایت کیفیت به مرحله تولید برسد. همان طور که می­دانید در توالی‌­یابی پروتین­‌ها و اموری مانند آن، نیاز به دقت و البته مهارت بالایی است. پس کاملا بدیهی است که این نوع کامپیوترها در علم بیوانفورماتیک جایگاه ویژه‌­‎‎ای داشته باشند.

تاریخچه کامپیوترهای کوانتومی

اولین کامپیوتر کوانتومی در سال 2011 به بازار جهانی عرضه شد. این کامپیوتر D-wave systems نام داشت و دارای  پردازنده‌ ۱۲۸ کیوبیتی بود.

بعد از گذر از سال 2011 کامپیوترهای کوانتومی پیشرفته‌تری به روی کار آمدند. اما با وجود پیشرفته‌تر بودن، در مرحله عملی نتوانستند کاربرد گسترده‌‌ای اعمال کنند.

برای مثال شرکت‌های گوگل و مایکروسافت کامپیوترهای کوانتومی جالبی عرضه کردند، اما اجرای تجاری آن‌ها تا به حال واقعا اندک بوده است.