- Genoma completo de la hepatitis D codificado en un procesador cuántico como hito de prueba de concepto
- Los investigadores aspiran a acelerar 100 veces en el futuro las tareas complejas de análisis del pangenoma humano
- Los científicos advierten que la genómica cuántica práctica aún enfrenta limitaciones de escala y de hardware
Los científicos han cargado un genoma completo en una computadora cuántica por primera vez, dando un paso inicial para abordar problemas biológicos que fácilmente abruman a los sistemas tradicionales.
A tiempo para el Día Mundial del Cuántico, equipos del Instituto Wellcome Sanger y las Universidades de Oxford, Cambridge y Melbourne han codificado todo el genoma del virus de la hepatitis D en hardware cuántico.
El virus de la hepatitis D porta un genoma compacto de aproximadamente 1.700 pares de bases, lo que lo hace adecuado como objetivo de prueba de concepto.
El artículo continúa a continuación.
Encapsulando información genética en el estado cuántico.
Los investigadores utilizaron el pequeño conjunto de datos para probar si los datos biológicos reales podrían traducirse a un formato que las máquinas cuánticas pudieran manejar.
El genoma se cargó en una computadora cuántica de IBM utilizando su procesador Heron de 156 qubit.
Codificar con éxito la secuencia requiere comprimir la información genética en estados cuánticos que puedan caber dentro de los límites de qubit disponibles.
Las computadoras tradicionales han luchado por mantenerse al día con el aumento de datos genómicos, creando cuellos de botella en el procesamiento que limitan la rapidez con la que los científicos pueden analizar la variación entre poblaciones. Pasar al pangenoma, que combina las secuencias de muchos individuos, añade complejidad adicional.
En lugar de depender de una única secuencia de referencia, los pangenomas se ramifican en múltiples vías que representan la diversidad genética. Encontrar patrones útiles entre estas rutas de ramificación rápidamente se vuelve exigente desde el punto de vista computacional, especialmente a medida que crecen los conjuntos de datos.
“Nuestro objetivo siempre ha sido ampliar los límites de lo que es posible en genómica”, afirmó el Dr. Sergey Strelchuk de la Universidad de Oxford. “Cuando trabajamos con pangenomas, la información se presenta en un laberinto complejo, pero estamos desarrollando algoritmos cuánticos para ayudar a encontrar el mejor camino a través de este laberinto cuando las herramientas habituales, como las computadoras clásicas, se frustran y se atascan”.
La computación cuántica proporciona un posible camino a seguir al representar muchos resultados posibles a la vez dentro del estado qubit. Esta capacidad puede permitir realizar cálculos genómicos específicos mucho más rápido que los métodos clásicos.
Los investigadores involucrados en el proyecto apuntan a un punto de referencia futuro: procesar el pangenoma humano completo 100 veces más rápido que los equipos tradicionales. La prueba de hepatitis D en sí no proporciona esa velocidad, pero demuestra un camino hacia el logro de una ventaja cuántica a mayor escala.
Algunos científicos se muestran cautelosos respecto de la rapidez con la que podría ocurrir esa transición. Como informa Science.org, hasta que los sistemas cuánticos manejen genomas grandes y realicen análisis completos, se desconoce si superarán a los métodos clásicos bien establecidos.
Incluso con estas limitaciones, cargar un genoma completo en hardware cuántico marca un hito tecnológico impresionante. El siguiente paso se centra en ampliar la metodología y los flujos de trabajo experimentales a herramientas que otros investigadores puedan utilizar.
Siga TechRadar en Google News Y Agréguenos como fuente preferida Recibe noticias, reseñas y opiniones de nuestros expertos en tu feed.
