به گزارش ثریا - پژوهشگران شرکت‌های IBM و مدرنا موفق شده‌اند با استفاده از رایانش کوانتومی، طولانی‌ترین الگوی RNA پیام‌رسان یا به اختصار mRNA را بدون بهره‌گیری از هوش مصنوعی شبیه‌سازی کنند. آن‌ها با به‌کارگیری پردازنده کوانتومی R۲ Heron شرکت IBM و یک الگوریتم شبیه‌سازی کوانتومی، ساختار پیچیده یک رشته mRNA با طول ۶۰ نوکلئوتید را پیش‌بینی کردند؛ رکوردی که به عنوان طولانی‌ترین توالی mRNA شبیه‌سازی‌شده در یک رایانه کوانتومی تا امروز ثبت شده است.
RNA پیام‌رسان (Messenger RNA) یا mRNA مولکولی است که اطلاعات ژنتیکی را از DNA به ریبوزوم‌ها منتقل می‌کند و فرآیند سنتز پروتئین را در سلول‌ها هدایت می‌کند. علاوه بر این، RNA پیام‌رسان در ساخت واکسن‌های مؤثری به کار می‌رود که می‌توانند واکنش‌های ایمنی را برانگیزند.
به‌طور گسترده پذیرفته شده که تمام اطلاعات لازم برای دستیابی یک پروتئین به ساختار سه‌بعدی صحیح، در توالی اسیدهای آمینه یا همان فرآیند «تاخوردگی» آن نهفته است. هرچند mRNA تنها از یک رشته اسید آمینه تشکیل شده، اما دارای ساختار ثانویه‌ای است که شامل مجموعه‌ای از تاخوردگی‌ها می‌شود و شکل سه‌بعدی خاص هر مولکول را تعیین می‌کند. با افزودن هر نوکلئوتید جدید، تعداد حالت‌های ممکن برای این تاخوردگی‌ها به شکل نمایی افزایش می‌یابد؛ این مسئله پیش‌بینی شکل نهایی مولکول mRNA را در مقیاس‌های بزرگ به یک چالش بسیار پیچیده و دشوار تبدیل می‌کند.
آزمایش مشترک IBM و مدرنا که نتایج آن نخستین‌بار در «کنفرانس بین‌المللی ۲۰۲۴ رایانش و مهندسی کوانتومی IEEE» منتشر شد، نشان می‌دهد چگونه می‌توان از رایانش کوانتومی برای تقویت روش‌های سنتی پیش‌بینی ساختار مولکول‌ها استفاده کرد. به‌طور معمول، این پیش‌بینی‌ها بر پایه رایانه‌های دودویی کلاسیک و مدل‌های هوش مصنوعی، مانند AlphaFold شرکت گوگل دیپ‌مایند، انجام می‌شود. الگوریتم‌هایی که روی این روش‌های کلاسیک اجرا می‌شوند می‌توانند توالی‌های mRNA با «صدها یا هزاران نوکلئوتید» را پردازش کنند، اما این کار تنها با حذف ویژگی‌های پیچیده‌تری مانند «شبه‌گره‌ها» امکان‌پذیر است.
شبه‌گره‌ها، پیچ‌وتاب‌ها و شکل‌های پیچیده‌ای در ساختار ثانویه مولکول هستند که می‌توانند وارد برهم‌کنش‌های داخلی پیشرفته‌تری نسبت به تاخوردگی‌های معمولی شوند. حذف این ویژگی‌ها، دقت بالقوه هر مدل پیش‌بینی تاخوردگی پروتئین را به شکل بنیادی محدود می‌کند. درک و پیش‌بینی دقیق‌ترین جزئیات مربوط به تاخوردگی‌های پروتئینی مولکول mRNA برای ایجاد مدل‌های پیش‌بینی قوی‌تر و در نتیجه ساخت واکسن‌های مؤثرتر بر پایه mRNA اهمیت اساسی دارد.
دانشمندان امیدوارند با به‌کارگیری فناوری کوانتومی در کنار آزمایش‌های سنتی، بتوانند بر محدودیت‌های ذاتی قدرتمندترین ابررایانه‌ها و مدل‌های هوش مصنوعی غلبه کنند. در این پژوهش، محققان چندین آزمایش با استفاده از الگوریتم‌های شبیه‌سازی کوانتومی انجام دادند که برای مدل‌سازی مولکول‌ها به کیوبیت‌ها (معادل کوانتومی بیت‌های رایانه‌ای) متکی هستند.
در مرحله نخست، تیم پژوهشی تنها از ۸۰ کیوبیت (از مجموع ۱۵۶ کیوبیت موجود) در واحد پردازش کوانتومی R۲ Heron استفاده کرد و یک الگوریتم بهینه‌سازی کوانتومی موسوم به الگوریتم کوانتومی واریاسیونی مبتنی بر ارزش در معرض خطر شرطی یا (CVaR-based VQA) را به کار گرفت. این الگوریتم که از برخی روش‌های تحلیل برهم‌کنش‌های پیچیده، مانند جلوگیری از برخورد در سامانه‌های ناوبری و ارزیابی ریسک مالی الهام گرفته، برای پیش‌بینی ساختار ثانویه پروتئینی یک توالی mRNA با طول ۶۰ نوکلئوتید استفاده شد.
به گفته نویسندگان این پژوهش، رکورد پیشین شبیه‌سازی با استفاده از مدل کوانتومی، مربوط به یک توالی ۴۲ نوکلئوتیدی بود. پژوهشگران در این آزمایش جدید، با بهره‌گیری از روش‌های تازه تصحیح خطا برای کاهش نویز ناشی از عملکردهای کوانتومی، مقیاس کار را گسترش دادند.
در مطالعه تازه که به‌صورت پیش‌انتشار منتشر شده، این تیم به‌طور آزمایشی نشان داد که الگوی تحقیقاتی آن‌ها توانایی اجرای شبیه‌سازی‌هایی با حداکثر ۱۵۶ کیوبیت را برای توالی‌های mRNA تا طول ۶۰ نوکلئوتید دارد. آن‌ها همچنین پژوهش‌های مقدماتی انجام دادند که پتانسیل استفاده از حداکثر ۳۵۴ کیوبیت را برای اجرای همان الگوریتم‌ها در محیط‌های بدون نویز نشان می‌دهد.
به گفته محققان، افزایش تعداد کیوبیت‌های مورد استفاده در اجرای الگوریتم، همراه با مقیاس‌پذیری الگوریتم‌ها برای زیرروال بیشتر، می‌تواند به شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر و توانایی پیش‌بینی توالی‌های طولانی‌تر منجر شود. با این حال، آن‌ها تأکید کردند که این روش‌ها مستلزم توسعه تکنیک‌های پیشرفته برای جای‌گذاری مدارهای ویژه این نوع مسائل در سخت‌افزار کوانتومی موجود هستند؛ این موضوعی نشان می‌دهد پیشرفت این تحقیقات به الگوریتم‌ها و معماری‌های پردازشی پیشرفته‌تر نیاز دارد.
منبع:کامپیوتر کوانتومی
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمون‌های ارشد و دکتری علوم پزشکی
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظام‌های ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا می‌شود
پژوهش مسئله‌محور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاه‌ها
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
تصویب کلیات آیین‌نامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
فاز دوم آمایش آموزش عالی به‌روز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل می‌شود
اجرای کنسرت‌نمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
تأکید بر حمایت از ظرفیت‌های بومی امنیت سایبری
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
فوتبال از مدرسه تا تیم ملی؛ وعده تازه برای کشف استعداد در دانش‌آموزان
ایلان ماسک اسپیس ایکس و تسلا را ادغام می‌کند؟
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
با وجود تحریم‌ها، تجهیزات کوانتومی بومی در حال ساخت است
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
گوگل به مدارس هشدار داد
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
مسجد باید میدان‌دار اصلی فعالیت‌های قرآنی جامعه شود
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
انتخابات میان‌دوره‌ای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
تب هوش مصنوعی در شرکت‌ها هم داغ شد
علت فوت حمید علیدوستی چه بود؟
داروهایی که به نفع ویروس عمل می‌کند و سلامت بیمار را به خطر می‌اندازد
کشف یک جرم مرموز در لبه منظومه شمسی توسط اخترشناسان
تصویر روز ناسا از شب در سیاره‌ای وهم‌انگیز
کنجکاوی کودک تا کجا باید درباره تلفن همراه والدین پیش برود؟
کتاب صوتی «پل‌های مدیسون کانتی» منتشر شد
چرا از قهرمانان فقط مدال‌هایشان را می‌بینیم؟
کتاب «هم‌سفیر» منتشر شد
ستاره اسکندری پس از هفت سال به صحنه تئاتر بازمی‌گردد
کمبود جدی فضای آموزشی در مناطق حاشیه‌ای و پرتراکم شهری
دانش‌آموزان قرآنی شایسته قدردانی هستند
چرا سریال «روشنایی شب» با واکنش رسانه صهیونیستی مواجه شد؟
محدودیت دسترسی به اطلاعات اسلحه‌ها برای نوجوانان در چت جی پی تی
ثبت‌نام آزمون انتخاب حسابدار رسمی سال ١۴۰۵ آغاز شد؛ اعلام زمان آزمون
تسهیلات جدید برای قبولی‌های ارشد و دکتری از سوی وزارت علوم
نمرات مردودی دانشجویان ورودی ۱۴۰۲ به بعد در معدل کل محاسبه نمی‌شود
تفکیک مسیر ارتقای اساتید علوم انسانی از رشته‌های مهندسی و کشاورزی
امکان ویرایش معدل و سهمیه در آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی فراهم شد
کلیداولیه آزمون دکتری تخصصی علوم پزشکی۱۴۰۵ منتشر شد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
انتخابات میان‌دوره‌ای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.