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
شیوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای غیرانتفاعی اعلام شد
درخواست جمعی از اساتید حوزه علمیه برای دفن امام شهید در شهر مقدس قم
اعتراض دانش آموزان به تاثیر قطعی معدل بر کنکور
دل نوشته فرهاد قائمیان به مناسبت فرا رسیدن عید سعید غدیر خم
انتشار تازهترین اثر محسن چاوشی برای تکریم بیماران صعب العلاج
چگونه ابوترابی نقشه بعثیها برای قتلعام اسرا را ناکام گذاشت؟
مهمترین پیام اجتماعی غدیر اتحاد ملی ملتهاست
نابودی نیروی دریایی صدام به روایت یک نوجوان در این کتاب خواندنی
علی (ع) الگوی کامل انسانِ قهرمان و تولد در جهانی نمادین
چطور فوتبال به سلاح مخفی پنتاگون تبدیل شد؟
تصاویر کاتالوگ بزرگترین تولیدکننده آنتیبادی جنجال آفرین شد
آیا واقعا میتوان گسلهای تهران را فعال کرد؟
هوش مصنوعی ایلان ماسک طی ۴ روز یک جهان را نابود کرد
زمانبندی امتحانات دانشگاه شهیدبهشتی به دلیل برگزاری آزمون ارشد تغییرکرد
غدیر حلقهای است که سنتهای مذهبی را به فرهنگ ملی پیوند میزند
ریاکاریهای بنی عباس کتاب و منتشر شد
جشن مردمی غدیر؛ دانشگاه تربیتی تمدنسازی
وزیر آموزش و پرورش: هیچ ابزاری نمیتواند جای کتاب و کتابخوانی را بگیرد
اتاق ماهواره دانشگاه علم و صنعت به موزه جنگ تبدیل میشود
حسین گل گلاب مردی که با این شعر در ایران ماندگار شد
روایتی از غدیر فراتر از یک واقعه تاریخی در کتاب «زیارت غدیریه»
اصل ماجرای شایعه استعفای پزشکیان چه بود؟
راهاندازی رشته «موسیقی ردیف دستگاهی» در دانشگاه استاد فرشچیان
ثبت نام کودکان این کشور در اینستاگرام و تیک تاک ممنوع شد
چرا توصیه شده زیارت جامعه کبیره بخوانیم؟ مداومت آیت الله بهجت
نسخه بنیاد علم برای توقف افت علمی دانشگاهها
خسارت جنگ به ۶۰ شرکت فناوری دانشگاه شریف
حسین سیب سرخی به سوگ مادر نشست
گردهمایی اندیشمندان جهان اسلام در نشست بین المللی غدیر، ولایت و وحدت برگزار میشود
نمایشگاه عکس فیلمهای احمدرضا درویش با عنوان «سرزمین خورشید» افتتاح شد
آهنگ جدید علیرضا قربانی برای ایران منتشر شد
امام هادی(ع) چگونه تهدید محاصره را تبدیل به فرصت ایجاد شبکه وکالت کرد؟
پرفروشترین کتابهای نمایشگاه مجازی کتاب هفتم مشخص شدند
خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانههاست
جامعه ایرانی با تکیه بر دینداری و مقاومت سرمایهای عظیم برای کشور است
آیتالله رشاد: فهم معارف ولایت، توفیقی از جانب خداست
استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفهای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است
بازخوانی و تحلیل پیامهای رهبر انقلاب در دانشگاه آزاد اسلامی
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
اعتراف به ضعفهای کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
تصویر دیده نشده از شهید نصرالله و سپهبد سلامی و محمد پاکپور
«دولتشهر تنها»، خرده روایت هایی از روستاهای کردنشین و محله های تهران
شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت میکند؟
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام میشود
امتحانات پایههای اول تا دهم از امروز آغاز میشود
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
مستند «عروس لبنان» آماده نمایش شد
از تثبیت اجاره بهای سالنهای کنسرت چه خبر؟
رابرت دنیرو دوباره برای اسکورسیزی بازی میکند
توزیع ۳۰ هزار وعده غذایی میان زائران در حرم حضرت عباس(ع)
تمدید ثبت نام در مرحله دوم آزمون دکتری ۱۴۰۵ در دانشگاه علامه
آخرین مهلت پذیرش دکتری استادمحور بدون آزمون دردانشگاه علم و صنعت ایران
اینستاگرام، فیس بوک و واتساپ پولی میشوند؟
ساعت ۱۲ امشب آخرین فرصت ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵
فیلم کوتاه «تامینا» روایت انسان های گرفتار انتخاب
فرماندهی رهبر شهید در بحرانها چگونه بود؟
از شروع «طوفان» با بازی کنت برانا تا اجرای نمایشی جدید در کاخ هنر
احیای موزه هنرهای معاصر اهواز با رویداد «سرزمین خورشید»
«آدابالحرب و الشجاعه»، نثری استوار از عشق به صلح و آیین جنگ
آزمون جایگزین دانشآموختگان پزشکی خارج از کشور برگزار شد
گوگلپلی و اپاستور در دسترس قرار گرفت
منع ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ برای ۳ گروه از داوطلبان
ساعت ۱۲ امشب آخرین فرصت ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
آخرین مهلت پذیرش دکتری استادمحور بدون آزمون دردانشگاه علم و صنعت ایران
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
اینستاگرام، فیس بوک و واتساپ پولی میشوند؟
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
توزیع ۳۰ هزار وعده غذایی میان زائران در حرم حضرت عباس(ع)
رابرت دنیرو دوباره برای اسکورسیزی بازی میکند
از تثبیت اجاره بهای سالنهای کنسرت چه خبر؟
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
از شروع «طوفان» با بازی کنت برانا تا اجرای نمایشی جدید در کاخ هنر
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
تمدید ثبت نام در مرحله دوم آزمون دکتری ۱۴۰۵ در دانشگاه علامه
احیای موزه هنرهای معاصر اهواز با رویداد «سرزمین خورشید»
مستند «عروس لبنان» آماده نمایش شد
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
«آدابالحرب و الشجاعه»، نثری استوار از عشق به صلح و آیین جنگ
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
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.