Книга недели: квантовое превосходство

Квантовое превосходство. Революция в вычислениях, которая изменит все

Митио Каку

Книга Митио Каку дает возможность узнать какие инновации ожидают нас в ближайшие десятилетия и как они изменят нашу жизнь Фото: © «Альпина нон-фикшн»

«Революция начинается. В 2019 и 2020 годах в мире науки произошли две сенсации. Две группы объявили о достижении ими квантового превосходства — то есть той исторической точки, в которой принципиально новый тип компьютера, известный как квантовый компьютер, может убедительно превзойти по производительности обычный цифровой суперкомпьютер в решении определенных задач. Это возвестило о начале переворота, способного изменить весь ландшафт мира информационных технологий и серьезно повлиять на нашу повседневную жизнь во всех ее проявлениях».

«Промышленные аналитики признают, что игра идет не меньше чем на триллион долларов. В этой отрасли чрезвычайно высокая конкуренция и нет никаких гарантий. Несмотря на внушительные технические достижения Google и других компаний в последние годы, до рабочего квантового компьютера, способного решать реальные задачи, еще очень далеко. Нам предстоит проделать массу тяжелой работы. Некоторые критики даже утверждают, что все это может оказаться погоней за миражами. Но компьютерные компании понимают: если они не успеют или не захотят шагнуть в эту дверь, она захлопнется у них перед носом».

«Например, если говорить о ДНК-геномике, мы можем использовать компьютеры для распознавания таких генов, как BRCA1 и BRCA2, которые с достаточно высокой вероятностью способны привести к раку груди. Но цифровые компьютеры не в состоянии определить точно, как эти дефектные гены вызывают рак. К тому же они бессильны остановить рак, если он уже начал распространяться по телу. Однако квантовые компьютеры, расшифровав молекулярные хитросплетения нашей иммунной системы, сумеют, возможно, создать новые лекарства и способы лечения для борьбы с этими болезнями».

Митио Каку — профессор Нью-Йорского университета Фото: © Sam Aronov / Shutterstock / FOTODOM

«Существует немало способов, посредством которых квантовые компьютеры помогут нам в войне с раком. Не исключено, что когда-нибудь методы жидкостной биопсии позволят обнаруживать раковые клетки за многие годы до формирования опухолей. Мало того, когда-нибудь квантовые компьютеры сделают возможным гигантское национальное хранилище самых свежих геномных данных, а наши данные будут использоваться для сканирования любого человека в поисках самых ранних признаков присутствия раковых клеток.

Но если рак все же сформируется, квантовые компьютеры, возможно, научат нас вводить в иммунную систему модификации, которые позволят ей атаковать сотни различных типов рака. Сочетание генной терапии, иммунотерапии, квантовых компьютеров и CRISPR дало бы возможность вырезать и вставлять участки генов с большой молекулярной точностью, помогая снизить побочные эффекты иммунотерапии, которые часто оказываются летальными. Кроме того,  большинство типов рака, вероятно, контролируется горсткой генов, таких как p53, так что генная терапия в сочетании с новыми знаниями, полученными при помощи квантовых компьютеров, будет, вероятно, в состоянии остановить их развитие».

#болезни #ДНК #геном

Технология, изменившая медицину: что такое CRISPR-Cas9?

Читать

«В будущем совершенно секретные сообщения, возможно, будут пересылаться по отдельному интернет-каналу при помощи лазерных лучей, а не по электрическим кабелям. Лазерные лучи поляризованы. Это означает, что все волны в них колеблются в одной плоскости. При попытке какого-нибудь преступника незаконно подключиться к лазерному лучу направление поляризации лазера поменяется, что сразу же зафиксирует специальный монитор. Так вы узнаете по законам квантовой теории, что кто-то подключился к вашей линии связи».

«Если квантовые компьютеры помогут нам сделать последний шаг к созданию искусственного фотосинтеза и искусственного листа, это приведет, возможно, к возникновению совершенно новых отраслей промышленности, занятых производством эффективных солнечных батарей нового типа, новых сельскохозяйственных культур и новых форм фотосинтеза. В ходе этого процесса будет полезно использовать квантовые компьютеры для поиска способов переработки CO₂, что значительно продвинет наши усилия по борьбе с изменением климата.

Так что квантовым компьютерам суждено сыграть ключевую роль в обуздании мощи фотосинтеза, преобразующего энергию солнечного света в питательные вещества. Но для того чтобы получить изобилие продовольствия, на следующем этапе нам потребуется удобрение, чтобы питать растения и помогать им расти. Опять же квантовые компьютеры способны сыграть решающую роль в реализации этого последнего, принципиально важного шага, необходимого, чтобы накормить планету».

Митио Каку. «Квантовое превосходство. Революция в вычислениях, которая изменит все». М.: «Альпина нон-фикшн», 2024. — 412 c.