Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Koncerny farmaceutyczne inwestują w informatykę kwantową. Maszyny kwantowe poszukają nowych leków

Recommended Posts

Ostatnie działania gigantów IT, takich jak Google, oraz koncernów farmaceutycznych sugerują, że pierwszym naprawdę przydatnym zastosowaniem komputerów kwantowych mogą stać się obliczenia związane z pracami nad nowymi lekami. Komputery kwantowe będą – przynajmniej teoretycznie – dysponowały mocą nieosiągalną dla komputerów klasycznych. Wynika to wprost z zasady ich działania.

Najmniejszą jednostką informacji jest bit. Reprezentowany jest on przez „0” lub „1”. Jeśli wyobrazimy sobie zestaw trzech bitów, z których w każdym możemy zapisać wartość „0” lub „1” to możemy w ten sposób stworzyć 8 różnych kombinacji zer i jedynek (23). Jednak w komputerze klasycznym w danym momencie możemy zapisać tylko jedną z tych kombinacji i tylko na jednej wykonamy obliczenia.

Jednak w komputerze kwantowym mamy nie bity, a bity kwantowe, kubity. A z praw mechaniki kwantowej wiemy, że kubit nie ma jednej ustalonej wartości. Może więc przyjmować jednocześnie obie wartości: „0” i „1”. To tzw. superpozycja. A to oznacza, że w trzech kubitach możemy w danym momencie zapisać wszystkie możliwe kombinacje zer i jedynek i wykonać na nich obliczenia. Z tego zaś wynika, że trzybitowy komputer kwantowy jest – przynajmniej w teorii – ośmiokrotnie szybszy niż trzybitowy komputer klasyczny. Jako, że obecnie w komputerach wykorzystujemy procesory 64-bitowe, łatwo obliczyć, że 64-bitowy komputer kwantowy byłby... 18 trylionów (264) razy szybszy od komputera klasycznego.

Pozostaje tylko pytanie, po co komu tak olbrzymie moce obliczeniowe? Okazuje się, że bardzo przydałyby się one firmom farmaceutycznym. I firmy te najwyraźniej dobrze o tym wiedzą. Świadczą o tym ich ostatnie działania.

W styczniu największa prywatna firma farmaceutyczna Boehringer Ingelheim ogłosiła, że rozpoczęła współpracę z Google'em nad wykorzystaniem komputerów kwantowych w pracach badawczo-rozwojowych. W tym samym miesiącu firma Roche, największy koncern farmaceutyczny na świecie, poinformował, że od pewnego czasu współpracuje już z Cambridge Quantum Computing nad opracowaniem kwantowych algorytmów służących wstępnym badaniom nad lekami.

Obecnie do tego typu badań wykorzystuje się konwencjonalne wysoko wydajne systemy komputerowe (HPC), takie jak superkomputery. Górną granicą możliwości współczesnych HPC  są precyzyjne obliczenia dotyczące molekuł o złożoności podobne do złożoności molekuły kofeiny, mówi Chad Edwards, dyrektor w Cambridge Quantum Computing. Molekuła kofeiny składa się z 24 atomów. W farmacji mamy do czynienia ze znacznie większymi molekułami, proteinami składającymi się z tysięcy atomów. Jeśli chcemy zrozumieć, jak funkcjonują systemy działające według zasad mechaniki kwantowej, a tak właśnie działa chemia, to potrzebujemy maszyn, które w pracy wykorzystują mechanikę kwantową, dodaje Edwards.

Cambridge Quantum Computing nie zajmuje się tworzeniem komputerów kwantowych. Pracuje nad kwantowymi algorytmami. Jesteśmy łącznikiem pomiędzy takimi korporacjami jak Roche, które chcą wykorzystywać komputery kwantowe, ale nie wiedzą, jak dopasować je do swoich potrzeb, oraz firmami jak IBM, Honeywell, Microsoft czy Google, które nie do końca wiedzą, jak zaimplementować komputery kwantowe do potrzeb różnych firm. Współpracujemy z 5 z 10 największych firm farmaceutycznych, wyjaśnia Edwards.

Bardzo ważnym obszarem prac Cambridge Quantum Computing jest chemia kwantowa. Specjaliści pomagają rozwiązać takie problemy jak znalezieniem molekuł, które najmocniej będą wiązały się z danymi białkami, określenie struktury krystalicznej różnych molekuł, obliczanie stanów, jakie mogą przyjmować różne molekuły w zależności od energii, jaką mają do dyspozycji, sposobu ewolucji molekuł, ich reakcji na światło czy też metod metabolizowania różnych związków przez organizmy żywe.

Na razie dysponujemy jednak bardzo prymitywnymi komputerami kwantowymi. Są one w stanie przeprowadzać obliczenia dla molekuł składających się z 5–10 atomów, tymczasem minimum, czego potrzebują firmy farmaceutyczne to praca z molekułami, w skład których wchodzi 30–40 atomów. Dlatego też obecnie przeprowadzane są obliczenia dla fragmentów molekuł, a następnie stosuje się specjalne metody obliczeniowe, by stwierdzić, jak te fragmenty będą zachowywały się razem.

Edwards mówi, że w przyszłości komputery kwantowe będą szybsze od konwencjonalnych, jednak tym, co jest najważniejsze, jest dokładność. Maszyny kwantowe będą dokonywały znacznie bardziej dokładnych obliczeń.

O tym, jak wielkie nadzieje pokładane są w komputerach kwantowych może świadczyć fakt, że główne koncerny farmaceutyczne powołały do życia konsorcjum o nazwie QuPharm, którego zadaniem jest przyspieszenie rozwoju informatyki kwantowej na potrzeby produkcji leków. QuPharm współpracuje z Quantum Economic Development Consortium (QED-C), powołanym po to, by pomóc w rozwoju komercyjnych aplikacji z dziedziny informatyki kwantowej na potrzeby nauk ścisłych i inżynierii. Współpracuje też z Pistoia Alliance, którego celem jest przyspieszenie innowacyjności w naukach biologicznych.

Widzimy zainteresowanie długoterminowymi badaniami nad informatyką kwantową. Firmy te przeznaczają znaczące środki rozwój obliczeń kwantowych, zwykle zapewniają finansowanie w dwu-, trzyletniej perspektywie. To znacznie bardziej zaawansowane działania niż dotychczasowe planowanie i studia koncepcyjne. Wtedy sprawdzali, czy informatyka kwantowa może się do czegoś przydać, teraz rozpoczęli długofalowe inwestycje. To jest właśnie to, czego ta technologia potrzebuje, dodaje Edwards.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Daliście się nabrać na przypadkowe przełączenie i uruchomienie Zooma na maszynie kwantowej? :)
      Międzynarodowy zespół naukowy wykorzystał Sycamore, kwantowy komputer Google'a, do obsługi oprogramowania wideokonferencyjnego Zoom. Eksperci mają nadzieję, że dzięki współpracy z komputerem kwantowym – który wykazał swoją przewagę w niektórych zadaniach nad komputerami klasycznymi – możliwe będzie umieszczenie uczestników rozmowy w więcej niż jednym wirtualnym pokoju.
      Autorzy badań nad „kwantową przewagą Zooma” twierdzą, że do jej zauważenia doszło przypadkiem. Miało to miejsce, gdyż Benedetta Brassard, fizyk kwantowa z University of Waterloo, przypadkowo połączyła Zooma z Sycamore podczas online'owego spotkania. Brassard pracuje w ramach International Fault Tolerant Benchmarking Team (FiT/BiT). Brałam udział w online'owym spotkaniu FiT/Bit i postanowiłam na chwilę przełączyć się na panel Sycamore'a, by sprawdzić, jak idą moje kwantowe obliczenia. W tym momencie Brassard otrzymała mema dotyczącego algorytmu Shora. Mem ją rozproszył i w jakiś sposób uczona podłączyła swojego Zooma do komputera kwantowego.
      Jedni koledzy zaczęli mnie informować, że wyłączyłam dźwięk, podczas gdy inni mnie słyszeli. Zauważyłam, że coś jest nie tak, gdy na ekranie zaczęły pojawiać mi się liczne wersje Zooma, stwierdza uczona. Jej zdaniem Sycamore zastosował znaną z mechaniki kwantowej teorię wielu światów.
      Jedynym sposobem na powrót sesji Zooma do świata klasycznego było wykonywanie pomiarów, czyli w tym przypadku zwracanie uwagi na to, co mówią inni, wspomina Brassard. Na szczęście uczona wiedziała, jak to zrobić. Niedawno bowiem prowadziła doktoranta, który w ramach swoich zainteresowań implementował Instagrama na komputer kwantowy D-Wave 2000Q. Naszym zadaniem było określenie optymalnej pory dnia, w której influencerzy powinni wstawiać na Instagrama poty związane z domowymi zwierzętami. Odkryliśmy, że jest to problem NP. Brassard wiedziała więc, jak przełączyć aplikację ze stanu kwantowego w klasyczny.
      Cała sytuacja została opisana na łamach Quantum Advances in Computing and Correlation. Autorzy badań rozpoczęli prace nad stworzeniem mechanizmu, który pozwoliłby użytkownikom Zooma na jednoczesne istnienie w wielu wirtualnych pokojach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niemieccy naukowcy z Instytutu Optyki Kwantowej im. Maxa Plancka przeprowadzili operację na bramce logicznej, w której wzięły udział dwa kubity znajdujące się w dwóch różnych laboratoriach. Ich osiągnięcie to bardzo ważny krok w kierunku kwantowego przetwarzania rozproszonego. Może to pozwolić na zbudowanie modułowych systemów obliczeniowych, składających się z urządzeń stojących w różnych miejscach, ale działających jak jeden wielki komputer.
      Dodanie kolejnego kubitu do kwantowego komputera nie jest łatwym zadaniem. Kubity muszą być w stanie przeprowadzać operacje logiczne, a jednocześnie muszą być odizolowane od wpływów zewnętrznych (szumu), które mogą zniszczyć ich stan kwantowy.
      Bardzo istotnym źródłem szumu w systemach kwantowych jest interferencja pomiędzy samymi kubitami. Jeśli np. mamy system składający się z 4 kubitów, a chcemy przeprowadzić obliczenia z udziałem tylko 2 z nich, to wciąż istnienie ryzyko interakcji pomiędzy kubitami, które nie biorą udziału w obliczeniach. Im więcej zaś kubitów w systemie, tym większy problem szumu.
      Jednym ze sposobów poradzenia sobie z tym problemem jest rozproszenie kubitów pomiędzy różne urządzenia. To jednak wymaga zintegrowania operacji logicznych prowadzonych za pomocą tych urządzeń. Jeśli po prostu wykonamy obliczenia na jednym takim module i prześlemy wyniki do opracowania do innego modułu, to wciąż nie zwiększamy dostępnej mocy obliczeniowej, mówi Severin Daiss z Instytutu Optyki Kwantowej.
      Dlatego też dużym zainteresowaniem naukowców cieszy się koncepcja teleportacji za pomocą bramek kwantowych. To pomysł zgodnie z którym dane wyjściowe na kwantowej bramce logicznej są zależne od danych wejściowych na bramce, znajdującej się gdzieś indziej.
      Daiss i jego koledzy pracujący pod kierunkiem profesora Gerharda Rempe zaprezentowali znacząco uproszczoną technikę, która bazuje na interakcji fotonu z modułami w dwóch różnych laboratoriach. W każdym z tych laboratoriów naukowcy stworzyli wnękę optyczną zawierającą atom rubidu. Urządzenia zostały połączone światłowodem o długości 60 metrów. W celu ustanowienia bramki logicznej naukowcy wysłali foton, działający jak „latający kubit”, między obiema wnętami. Wędrował on pomiędzy nimi, dzięki czemu uzyskano splątanie jego polaryzacji ze stanem energetycznym atomów rubidu. Powstała w ten sposób bramka CNOT, której stan można odczytać mierząc stan fotonu.
      Ronald Hanson z Uniwersytetu Technologicznego w Delft uważa, że prace Niemców to ważny krok naprzód. Spowodowali, że foton odbił się od jednej strony, przemieścił w drugą i dokonał pomiaru. Od strony koncepcyjnej jest to niezwkle proste, a oni wykazali że to działa. Myślę, że to prawdziwa nowość na tym polu.
      Szczegóły eksperymentu opisano na łamach Science.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bill Gates poinformował, że ma zamiar stopniowo wycofywać się z pracy w Microsofcie. Chce więcej czasu poświęcić pracy w fundacji, którą prowadzą razem z żoną.
      Już w tej chwili zrezygnował ze stanowiska głównego architekta oprogramowania, które przejmie Ray Ozzie. Jeszcze przez dwa lata będzie pracował jako zatrudniony na pełnym etacie pracownik i przewodniczący rady nadzorczej swojej firmy. W ciągu tych dwóch lat stopniowo będzie przekazywał swoje obowiązki innym osobom.
      Na stanowisku głównego architekta oprogramowania już teraz zastąpi go Ozzie, twórca IBM-owskiego Lotus Notes i dotychczasowy prezes ds. technicznych. Za dotychczasowe obowiązki Gatesa obejmujące sprawy badawcze i rozwojowe będzie natomiast odpowiedzialny Craig Mundie, prezes ds. zaawansowanych strategii i polityki. Przez rok obaj panowie będą ściśle współpracowali i dzielili swe stanowiska z Gatesem, a po dwunastu miesiącach ich bezpośrednim przełożonym stanie się prezes Microsoftu, Steve Ballmer.
      Bill Gates wyjaśnił, że dotychczas na pełnym etacie pracował w Microsofcie, a część swojego czasu poświęcał Fundacji Billa i Melindy Gatesów. Obecnie chciałby odwrócić swoje priorytety i bardziej zaangażować się w działalność charytatywną.
      Fundacja Billa i Melindy Gatesów to największa tego typu organizacja w historii. Zarządza ona majątkiem o wartości 29 miliardów dolarów, a państwo Gates wydają na działalność charytatywną wielokrotnie więcej niż niejedno duże państwo. Fundacja finansuje setkami milionów dolarów badania nad szczepionkami przeciwdziałającymi chorobom, które trapią kraje Trzeciego Świata, takimi jak malaria czy gruźlica. Pieniądze przekazywane są również na edukację w krajach Trzeciego Świata i pomagają na bieżąco ofiarom kataklizmów. Gatesowie wspomagają również muzea, w których można zobaczyć historyczne już modele komputerów. Jedną z najbardziej znanych inicjatyw Fundacji jest warty 500 milionów dolarów program Grand Challenges, w ramach którego Gatesowie płacą najlepszym naukowcom na świecie m.in. za prace nad szczepionką, do przechowywania której nie jest potrzebna lodówka, a do użycia nie trzeba dysponować igłą.
      W uznaniu ich zasług magazyn "Time" przyznał w ubiegłym roku państwu Gatesom, oraz wokaliście U2 Bono, tytuł ludzi roku.
      Informując o swoich najnowszych decyzjach Bill Gates powiedział, że jego rola w firmie zmieniła się znacząco od czasu, gdy ją zakładał. Na początku musiał sprawdzać każdą linię kodu tworzoną przez programistów oraz osobiście rozpatrywał każde podanie o przyjęcie do pracy. Obecnie, jak mówi, wciąż lubi mieć wpływ na najważniejsze decyzje, ale chciałby złożyć je w ręce innych.
      Świat wykazuje tendencję do nieproporcjonalnie dużego skupiania się na mojej osobie – powiedział Gates.
      Nathan Myhrvold, szef firmy Intellectual Ventures i były szef naukowy Microsoftu uważa, że pomimo rezygnacji ze stanowisk Gates nadal będzie miał olbrzymi wpływ na swój koncern. Zatrudnienie na część etatu Billa Gatesa to tak jak praca na cały etat dla kogokolwiek innego w przemyśle komputerowym. Pamiętam, gdy się ożenił. Ludzie mówili, że to spowoduje, iż Gates będzie mniej się zajmował firmą. Tak się nie stało – powiedział Myhrvold.
      Poprzednia tak wielka zmiana w kierownictwie Microsoftu miała miejsce w 2000 roku, gdy Gates niespodziewanie oświadczył, że rezygnuje z funkcji prezesa firmy na rzecz Steve'a Ballmera.
       

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Google zagroził zbanowaniem całej Australii, a Facebook zapowiada, że usunie ze swojego news feeda treści z australijskich mediów. Wszystko dlatego, że parlament Australii toczy debatę na temat ustawy, zgodnie z którą firmy takie jak Google i Facebook zostałyby zobowiązane do zapłaty autorom za treści, które wykorzystują. Ustawa przewiduje, że jeśli strony nie doszłyby do porozumienia ws. stawek, koncerny internetowe musiałyby płacić stawki określone w ustawie.
      Dyrektor Google Australia, Mel Silva, poinformowała, że ustawa taka stanowiłaby „niebezpieczny precedens”, a sama firma przedstawiła rządowi ultimatum, w którym grozi, że przestanie świadczyć swoje usługi na terenie Australii.
      Prawo do nieograniczonego linkowania pomiędzy witrynami to podstawa działania wyszukiwarki, jeśli nowe przepisy weszłyby w życie działanie wyszukiwarki byłoby związane z olbrzymim ryzykiem finansowym i operacyjnym i nie mielibyśmy innego wyjścia, niż zaprzestanie oferowania usług Google Search na terenie Australii, stwierdziła Silva podczas przesłuchań przed Senatem. Dodała przy tym, że firma jest skłonna do płacenia mediom za tworzone przez nich treści i podała przykład około 450 tego typu umów, jakie Google podpisało z firmami na całym świecie.
      Premier Australii Scott Morrison oświadczył, ze jego rząd nie będzie reagował na groźby. Niech wszystko będzie jasne. To Australia określa, co można robić na terenie Australii. Takie decyzje są podejmowane przez nasz parlament i przez nasz rząd. Tak to działa w Australii. Ci, którzy się z tym zgadzają, są przez nas chętnie widziani.
      Najlepszym dowodem na to, że sprawy zaszły za daleko jest fakt, że prywatna firma, korzystając ze swojej monopolistycznej decyzji, próbuje zastraszać suwerenne państwo, mówi Chris Cooper, dyrektor organizacji Reset Australia, która stara się o uregulowanie działalności koncernów technologicznych.
      Z kolei przedstawiciele australijskiego Facebooka stwierdzili, że jeśli nowe przepisy zostaną uchwalone, to nie tylko media, ale również zwykli Australijczycy nie będą mogli umieszczać w news feedzie odnośników do australijskich mediów. Josh Machin, dyrektor ds. polityki w Facebook Australia powiedział podczas przesłuchania przed parlamentem, że w feedzie przeciętnego użytkownika informacje z mediów stanowią jedynie 5% treści i Facebook nie odnosi z nich zbyt dużych korzyści finansowych.
      Słowa te skomentował Dan Stinton dyrektor australijskiej wersji Guardiana, który stwierdził, że informacje prasowe angażują użytkowników Facebooka, powodują, że ci dłużej w serwisie pozostają, klikają, więc dziwić mogą słowa Machina twierdzącego, że nie przynosi to serwisowi korzyści materialnych.
      Niezależny senator Rex Patrick porównał odpowiedź Google'a z reakcją Chin, które zagroziły Australii wojną handlową, gdyby australijskie władze prowadziły śledztwo ws. wybuchu pandemii COVID-19. Wy nie usiłujecie chronić praw użytkowników do wyszukiwania. Wy usiłujecie chronić swoje konto bankowe, stwierdził Patrick.
      Przeciwnicy narzucenia regulacji twierdzą, że bronią wolnego internetu. Jednak Dan Stinton zwraca uwagę, że wolny internet, o którym mówią, przestał istnieć wiele lat temu i obecnie jest zdominowany przez kilka wielkich amerykańskich korporacji. Sinton dodaje, że z Facebooka korzysta 17 milionów Australijczyków, a z Google'a – 19 milionów. O tym, co Australijczycy robią w internecie decydują algorytmy tych firm, stwierdza Stinton. Smaczku całemu sporowi dodaje fakt, że przedstawiciele Google'a przyznali, iż w ramach eksperymentu celowo ukrywali w wyszukiwarce pewne treści. Zapewnili jednak, że to nie problem, gdyż były one ukrywane przed 1% australijskiej populacji.
      Nowa ustawa trafiła do parlamentu po 18-miesięcznym przeglądzie dokonanym przez Australijską Komisję ds. Konkurencji i Konsumentów. Urząd stwierdził, że monopolistyczna pozycja gigantów IT, jaką ci mają w stosunku do mediów, jest groźna dla demokracji.
      W spór włączył się rząd USA. Jego przedstawiciele wyrazili zaniepokojenie próbą regulowania na drodze ustawowej pozycji graczy rynkowych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Europejska Agencja Leków (EMA) poinformowała, że podczas grudniowego cyberataku przestępcy uzyskali dostęp do informacji nt. leków i szczepionek przeciwko COVID-19. Teraz dane dotyczące szczepionki Pfizera zostały przez nich udostępnione w internecie
      W trakcie prowadzonego śledztwa ws. ataku na EMA stwierdzono, że napastnicy nielegalnie zyskali dostęp do należących do stron trzecich dokumentów związanych z lekami i szczepionkami przeciwko COVID-19. Informacje te wyciekły do internetu. Organy ścigania podjęły odpowiednie działania, oświadczyli przedstawiciele EMA.
      To nie pierwszy raz, gdy cyberprzestępcy biorą na cel firmy i organizacje związane z rozwojem i dystrybucją szczepionek przeciwko COVID-19. Już w maju ubiegłego roku brytyjskie Narodowe Centrum Cyberbezpieczeństwa poinformowało, że brytyjskie uniwersytety i instytucje naukowe znalazły się na celowniku cyberprzestępców, a celem ataków jest zdobycie informacji dotyczących badań nad koronawirusem. Wspomniane grupy przestępce były prawdopodobnie powiązane z rządami Rosji, Iranu i Chin. Z kolei w listopadzie Microsoft poinformował, że powiązana z Moskwą grupa Fancy Bear oraz północnokoreańskie grupy Lazarus i Cerium zaatakowały siedem firm farmaceutycznych pracujących nad szczepionkami.
      Atak na EMA nie zakłócił działania samej Agencji, nie wpłynął też na dystrybucję szczepionek.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...