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
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
تفاهم دانشگاه شهید بهشتی با بانک برای پرداخت تسهیلات مسکن
فرانسه شبکههای اجتماعی را برای کودکان ممنوع میکند
کلید اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ تا فردا منتشر می شود
حضور گسترده دانشجویان با ۱۷۵ موکب در مراسم تدفین رهبر شهید
هوش مصنوعی به همتای خود حمله سایبری کرد
پایان مکاتبات کاغذی در ثبت اساسنامه مؤسسات اعزام دانشجو
تصویر منتشر نشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای
علت کوریهای بیبازگشت کشف شد
اختصاص وام ضروری به دانشجویان آسیب دیده از جنگ
نتفلیکس استارتاپ هوش مصنوعی بازیگر معروف را خرید
فضاپیمای چینی برای دفاع از زمین با یک سیارک برخورد می کند
قابلیت تماشای عکسهای اسلایدی به تلگرام آمد
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
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.