Гарвардские ученые произвели моделирование белков с помощью квантового компьютера D-Wave
Многие специалисты в области электроники, квантовых и информационных технологий отнеслись весьма скептично к заявлению, сделанному в 2007 году представителями компании D-Wave относительно создания первого в мире работоспособного квантового компьютера. Но, результаты исследований, опубликованные в одном из последних выпусков журнала "Nature Scientific Reports" объединенной группой исследователей компании D-Wave и Гарвардского университета, служат доказательством тому, что квантовый компьютер D-Wave является реальной вещью и он успешно справляется с самыми сложными математическими расчетами.
"С помощью квантового компьютера D-Wave мы рассчитали варианты стабильного состояния структур моделей белков, состоящих из шести видов различных аминокислот. Эти расчеты стали первым разом в истории, когда квантовое устройство использовалось для решения проблем оптимизации, связанных с естественными науками" - рассказал Алан Аспуру-Гузик (Alan Aspuru-Guzik), профессор Гарвардского университета и ведущий автор статьи, изданной в вышеупомянутом журнале.
Решаемая с помощью квантового компьютера задача связана с исследованиями сворачивания белков. Она заключается в поиске такого положения молекулы белка, в котором эта молекула имеет минимальное количество заключенной в ней энергии. Белок, молекулы которого находятся в таком свернутом состоянии, является самым устойчивым. В естественных условиях неправильное сворачивание молекул белка приводит к возникновению некоторых видов заболеваний, таких как Альцгеймера.
Квантовый компьютер D-Wave произвел 10 тысяч циклов расчетов модели сворачивания сложной молекулы белка, состоящего из решетки аминокислот, размером шесть на четыре узла. В этой огромной массе вычислений, проведенных квантовым компьютером D-Wave, правильный результат получился всего лишь 13 раз. Несмотря на это в своей статье исследователи оптимистично рассуждают о дальнейших перспективах использования квантовых компьютеров в будущем: "подход, который мы использовали для проведения моделирования, может быть использован и для решения других задач из области биофизики, механики, молекулярной химии и многих других областей".
С 2011 года компьютер D-Wave имеет чип с 512 квантовыми битами, кубитами, но в проведенном моделировании сворачивания белков были задействованы всего 128 кубитов процессора компьютера. Джорди Роуз (Geordie Rose), сотрудник компании D-Wave, рассказал, что во всех задачах, которые решал их квантовый компьютер ранее, было задействовано от 5 до 84 кубитов, но производительность компьютера определяется не количеством задействованных кубитов, а построением алгоритма выполняемой компьютером программы.
Если коснуться проблемы быстродействия квантовых компьютеров от количества кубитов их процессора, то эта зависимость не является линейной. Компьютер с 512 кубитами будет выполнять определенную задачу в тысячу раз быстрее, чем компьютер с 128 кубитами. Такая же разница сохраниться между компьютеров с 512 кубитами и компьютером с 2048 кубитами.
Советуем к прочтению:
Связной станет третьим прямым поставщиком iPhone в России
Пополнение в семействе Netbook ViewSonic