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
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
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.