COVID-19: la computación cuántica podría algún día encontrar curas para los coronavirus y otras enfermedades

Si bien las supercomputadoras son críticas para los investigadores de hoy, incluso no pueden proporcionar la potencia informática masiva necesaria para mapear las estructuras moleculares de los virus para encontrar curas.

Cuando se trata de encontrar una vacuna que pueda detener y erradicar el mortal virus COVID-19, las supercomputadoras de hoy solo pueden hacer mucho. Si bien las supercomputadoras pueden hacer cosas asombrosas, no son lo suficientemente complejas como para encontrar respuestas a los secretos más profundos y complicados de la naturaleza, como el mapeo rápido y cuidadoso de las estructuras moleculares de los virus para que puedan ser derrotados con medicamentos y tratamientos modernos.

Pero tal vez espere una respuesta dentro de cinco o diez años en forma de computadoras cuánticas, que son exponencialmente más poderosas que las computadoras clásicas tradicionales, según los científicos informáticos y otros investigadores.

Recientemente se formó una asociación público-privada para crear un Consorcio de Computación de Alto Rendimiento COVID-19, que está trabajando para aprovechar el poder de los recursos informáticos de alto rendimiento para aumentar masivamente la velocidad y la capacidad de investigación de coronavirus. Y aunque ese trabajo es hoy bienvenido en la lucha contra COVID-19, no revelará todos los secretos increíblemente difíciles que guardan esos virus.

Para la mayoría de las compañías farmacéuticas, las supercomputadoras se utilizan regularmente para ayudar a investigar, encontrar e identificar nuevos tratamientos farmacológicos, incluida la identificación de estructuras virales para poder encontrar curas.

Sin embargo, las supercomputadoras utilizadas hoy en día en la investigación de virus y otros productos farmacéuticos todavía se basan en arquitecturas informáticas clásicas que ven todos los datos como una serie de bits binarios con un valor de cero o uno. Esas máquinas se enfrentan a las limitaciones de las arquitecturas y la potencia de las computadoras modernas basadas en bits que están disponibles hoy en día, pero que no pueden manejar teórica o físicamente toda la investigación tremendamente detallada que aún se necesita.

Ahí es donde se espera que la futura promesa de la computación cuántica Un día proporcionará el vasto poder computacional que podría permitir a los investigadores mapear verdaderamente las estructuras moleculares en tiempo real para resolver misterios médicos y ayudar a identificar rápidamente nuevos medicamentos y tratamientos, dijo Chirag Dekate, un analista de computación de alto rendimiento y supercomputación con Gartner. [19659003] «Si estás tratando de hacer una simulación realista cuántica de las moléculas y las interacciones de un virus, ahí es donde la informática clásica comienza a fallar», dijo Dekate. «En computación clásica, lo que puede simular es solo una fracción de lo que puede hacer con la computación cuántica».

Sin embargo, el problema es que las verdaderas capacidades de computación cuántica están probablemente al menos a cinco o 10 años de distancia de la realidad. uso, dijo Dekate.

«Cuando dos moléculas o compuestos interactúan, para hacer una simulación de computación cuántica, debes ser capaz de simular las fuerzas electrostáticas de la interacción a nivel atómico entre esas cosas», dijo Dekate. «Aquí es donde la complejidad computacional aumenta exponencialmente», lo que requiere el poder de la computación cuántica sobre la arquitectura informática clásica tradicional.

Las computadoras cuánticas se basan en qubits en lugar de bits, que son mucho más complejos y permiten que la información se almacene de nuevas maneras, dándoles dimensiones adicionales de potencia informática. Pero ese poder intenso requiere muchos más requisitos técnicos para hacerlo posible, y aún queda mucho trabajo por hacer para habilitar la tecnología.

Dr. Itamar Sivan, físico y fundador y CEO de Quantum Machines, una compañía de tecnología de computación cuántica, dijo que la promesa de la computación cuántica algún día ayudará en tiempos de crisis, como la pandemia de coronavirus de hoy. Se espera que tales máquinas sean capaces de resolver problemas científicos increíblemente complejos en minutos en el futuro, en comparación con muchos años incluso de las supercomputadoras más poderosas de 2020.

«La computación cuántica no es un campo nuevo: ya tiene décadas «, Dijo Sivan. «En la academia se está investigando, y en los últimos cinco años también en la industria. El interés en la computación cuántica se deriva de una promesa de inmenso poder computacional que nunca podremos lograr con la computación clásica».

Para los investigadores, las máquinas cuánticas proporcionarán energía que transformará la investigación médica y una amplia gama de otros campos, dijo. «Si desea tener una simulación exacta de una molécula como la penicilina, nunca podría hacerlo con una computadora clásica porque es demasiado compleja. Pero las computadoras cuánticas con cientos de qubits lógicos podrán realizar esta tarea». . »

¿Cuánto más potente es una computadora cuántica en comparación con una computadora clásica?

» Para explicar la información en una computadora cuántica con 300 qubits necesitaría un procesador clásico que esté construido a partir de más bits que hay átomos en el universo «, dijo Sivan. «Es uno de los tiros de luna más difíciles que enfrentamos como sociedad, pero si podemos hacerlo va a cambiar el mundo entero».

Sivan acordó que tales máquinas están a una década de distancia antes de que puedan realizar el simulaciones cuánticas que se necesitan para avances en la investigación de virus.

«Para algunos problemas, no se trata solo de correr un algoritmo más rápido, se trata de hacer posible lo imposible «, dijo. «Esta es la razón por la cual en el descubrimiento de drogas hoy en día, la mayoría del proceso se realiza con las moléculas mismas en tubos de ensayo y platos de cultivo, porque no se pueden simular y observar sus reacciones y comportamiento utilizando computadoras clásicas».

Los desafíos de lograr la computación cuántica utilizable son enormes, incluido el estado extremadamente delicado de los datos cuánticos cuando se utilizan. En funcionamiento, los datos cuánticos se pierden rápidamente en los experimentos realizados en los últimos años, evitando el uso estable de las máquinas.

«Hay inmensos desafíos en toda la pila para llegar al Santo Grial de la computación cuántica», dijo Sivan. «Una vez que resolvamos el problema de la pérdida de información, estaremos bien».

El coronavirus ha infectado a casi 2 millones de personas y ha matado a 121,000 en todo el mundo hasta ahora. Si bien muchos pacientes con COVID-19 tienen síntomas leves y no requieren hospitalización, con la escala increíblemente amplia de la pandemia, incluso a una tasa de hospitalización del 5%, un gran número de pacientes han estado requiriendo atención de emergencia en hospitales y otras instalaciones médicas que están luchando por mantenerse al día.

Sé el primero en comentar

Dejar una contestacion

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.


*