Bilim adamları, kuantum algoritmalarını kullanarak genom montaj süresini kısalttı

 Bilim adamları, kuantum algoritmalarını kullanarak genom montaj süresini kısalttı


Rus bilim adamları, kuantum tavlama kullanarak genom derlemesini hızlandırdılar. Nature Scientific Reports’ta açıklanan deneyin sonuçları, kanser hücrelerinin tespit sürecini hızlandıracak. Bu, Rus Kuantum Merkezi’nin basın servisinde “Haytek”e bildirildi.

İlgili İçerikler:

Alexei Fedorov liderliğindeki Rus Kuantum Merkezi’nden bir grup bilim insanı, Genotek şirketinden araştırmacılarla birlikte kuantum ve kuantumdan ilham alan algoritmalar kullanarak genom montaj süresini azalttı. Deney sırasında araştırmacılar, model verileri ve gerçek bir bakteriyofaj organizmasının genomu için kuantum tavlama cihazı ve Rus SimCIM yazılım emülatöründe elde edilen verileri karşılaştırdılar.

Kuantum bilgisayarları kullanan bir referansın yokluğunda genom derlemesinin hızlandırılması, elde edilen verilerin acil tıbbi bakım sağlanmasında ve yeni hastalık türlerinin analizinde kullanılmasını mümkün kılacaktır. Tıbbi yaklaşımı kişiselleştirmek için gerekli olan orijinal genomun tam olarak yeniden yapılandırılması, yetersiz güçleri nedeniyle kuantum hesaplama cihazlarında hala mümkün olmamasına rağmen, bilim adamları bir algoritma geliştirmeyi ve bir takım teknik zorlukları çözmeyi başardılar. doğruluğu artırmak ve veri analizi sürecini hızlandırmak.

Kuantum bilgi işlem cihazları daha fazla değişkeni işleyebilir ve yalnızca zamanı değil, aynı zamanda finansal maliyetleri de önemli ölçüde azaltır. Sonuçlar, klasik haritalama yöntemiyle tespit edilemeyen DNA’daki yeni tiplerin ve yapısal değişikliklerin ve kanser hücrelerinde genomik yeniden düzenlemelerin araştırılmasını büyük ölçüde kolaylaştırabilir. Böylece kuantum teknolojilerinin tanıtılması, kişiselleştirilmiş tıbbın daha hızlı gelişmesine katkıda bulunur.

İlk genom 40 yıldan daha uzun bir süre önce dizilendi (bakteriyofaj ФХ 174). Ancak insan genomunun ilk montajı yaklaşık 13 yıl sürmüşse bugün kamu ve özel kurumlar bu süreci birkaç hafta içinde hayata geçirebilmektedir. Deneye katılanlar, ilk kez hem gerçek hem de simüle edilmiş veriler temelinde araştırma yürüterek, biyoinformatik problemlerinde kuantum hesaplamanın etkinliğini gösterdiler.

“Kuantum hesaplamadaki en büyük zorluklardan biri faydalı uygulamalar bulmaktır. Biyoinformatik ve genetik, genellikle kuantum bilgisayarlar tarafından hızlandırılabilen karmaşık hesaplama problemleriyle karşı karşıyadır. Araştırmamızın bir parçası olarak, genom birleştirme problemlerini çözmek için belirli türdeki kuantum bilgisayarları (kuantum tavlama cihazları) kullanma olasılığını gösterdik. Ayrıca kuantum sistemlerinin davranışını simüle etmeye dayanan kuantumdan ilham alan bir tavlama algoritması kullandık. Gelecekte, kuantum hesaplama teknolojilerinin genetik problemlerinde uygulama alanı önemli ölçüde genişletilebilir ”diyor çalışmanın baş yazarı Alexey Fedorov.

“Kuantum bilgisayarların yetenekleri, daha önce hesaplama açısından çok karmaşık görünen biyoinformatik dahil olmak üzere sorunlara yeni bir bakış atmamızı sağlıyor. Çalışmamızda, insan ve diğer organizmaların genomlarının analizinde kuantum bilgisayarları kullanma olasılıklarını değerlendirdik. Bu alanların kavşağında, artan veri hacimlerinin daha kalitatif olarak analiz edildiği yeni yöntemler ortaya çıkıyor (bir kişinin genomunun yaklaşık 100 Gb kapladığını unutmayın). Ek olarak, yeni yöntemler, saatin saydığı durumlarda genetik araştırma sonuçlarını günlerce beklememenize izin veriyor ”- dedi Genotek Ürün Direktörü Alexander Rakitko.

ICQT, kuantum teknolojileri üzerine Rusya’nın en büyük ve en prestijli dünya konferanslarından biridir. Programda sadece üst düzey bilimsel raporlar değil, aynı zamanda geniş bir kitleye yönelik bir Açık Gün de yer alıyor. Bu yıl konferans Rus Kuantum Merkezi, Devlet Atom Enerjisi Kurumu Rosatom ve Ulusal Kuantum Laboratuvarı tarafından düzenlendi. Etkinliğin genel ortağı Sberbank’tır. Ortaklar Rusya Bilimler Akademisi, Gazprombank, Roscongress Vakfı ve MISiS idi. Etkinlik, Bilim ve Teknoloji Yılı çerçevesinde gerçekleşir.

Sonuçlar Bilimsel Raporlarda yayınlandı ve VI Uluslararası Kuantum Teknolojileri Konferansı ICQT-2021’de sunuldu. Çalışma aynı zamanda Rus Bilim Vakfı tarafından ve COVID-19 ile küresel mücadelenin bir parçası olarak kuantum bilgi işlem cihazlarına erişim tarafından da desteklendi.

Bir yazım hatası bulduysanız, lütfen o metni seçip tuşuna basarak bize bildirin. Ctrl+Enter.

Bu haber İngilizce dilinden Türkçe diline bilgisayar marifeti ile çevrilmiştir. Olası anlam bozukluklarında bu Kaynak adresidnen ingilizce metine ulaşabilirsiniz.

Yapılan Yorumlar

Bir Cevap Yazın