S-ar putea să nu pară mult – un genom viral, cel al hepatitei D, încărcat pe un computer cuantic de 156 de qubiți. Dar ceea ce a făcut Institutul Wellcome Sanger, în cadrul competiției Quantum for Bio, nu este o simplă copiere a literelor genetice.
Este prima dată când o mașină care gândește în stări cuantice s-a întâlnit cu date biologice reale. Virusul hepatitei D este minuscul: în jur de 1.700 de nucleotide. Compact, dar clinic relevant și cu o rată de mutare care îl face un adversar dificil.
Pentru cercetători, el a devenit perfectul teren de testare.
Pe procesorul IBM Heron, echipa a demonstrat patru lucruri concrete: a transformat secvențele de ADN într-un limbaj pe care qubiții îl pot înțelege, a aliniat fragmente de genom la o referință, a adunat pangenomuri din date provenite de la mai mulți indivizi și a construit arbori filogenetici care arată cum evoluează tulpinile.
Depășirea limitelor computaționale prin procesarea simultană a datelor
Provocarea reală nu este să încarci literele A, C, G, T în memoria unui cuantic. Este să le transformi într-un format pe care acesta să îl poată manipula. Cercetătorii au reușit exact acest lucru – și au dovedit că nu mai vorbim doar despre probleme teoretice.
Marea miză, însă, nu este genomul unui singur virus. Este pangenomul. Atunci când datele genetice ale unei populații întregi – sute de tulpini, mii de indivizi – trebuie comparate simultan, complexitatea combinatorie explodă. Calculatoarele clasice se blochează.
Cele cuantice, în schimb, pot reprezenta și procesa simultan multe variante posibile. Ce pentru un supercomputer este un labirint fără ieșire, pentru un qubit poate fi un calcul rapid.
Viitorul medicinei stă în integrarea hardware-ului cuantic
Sergii Strelchuk, de la Universitatea Oxford, spune că scopul este să se integreze calculul cuantic în lumea genomicii, pentru a rezolva exact acele probleme în care instrumentele clasice nu mai avansează.
Aplicațiile concrete – monitorizarea în timp real a evoluției bolilor infecțioase, identificarea mutațiilor rare sau analiza rapidă a variantelor virale – mai sunt la câțiva ani distanță.
Dar abia acum s-a dovedit că hardware-ul cuantic existent poate procesa date genomice reale, nu doar ecuații abstracte. Un prim pas, aparent modest. Care deschide o cale pe care computerele clasice pur și simplu nu o pot urma.
