IBM uruchomi komputery kwantowe do badania niebezpiecznych wirusów

Wnętrze komputera kwantowego IBM / IBM Research

W ramach zaplanowane na dziesięć lat wspólnego przedsięwzięcia, IBM i Cleveland Clinic zamierzają stworzyć centrum badawczo-rozwojowe zajmujące się analizą genetyczną nowych patogenów i rozprzestrzenianiem się nieznanych dotąd chorób wirusowych. Będzie ono wykorzystywać analizę big data do badań medycznych, a także symulacji działania systemów ochrony zdrowia w obliczu zagrożeń, takich jak COVID-19.

– IBM zainstaluje na miejscu pierwsze w sektorze prywatnym w USA komputery kwantowe, aby przyspieszyć proces badawczy – mówi Lara Jehi, profesor neurologii i szefowa ds. systemów informatycznych Cleveland Clinic. – Za dziesięć lat, kiedy pojawi się kolejna pandemia, będziemy mogli poradzić sobie z nią znacznie szybciej niż z obecną. Chcemy, aby szczepionki były gotowe w kilka miesięcy. W tej dziedzinie liczy się tempo.

To tempo mają zapewnić nowe maszyny kwantowe dostarczane przez IBM. Komputery kwantowe to jednak jeszcze ciągle eksperymentalne maszyny wymagające specjalnych warunków działania. Ze względy na swoja konstrukcję, niektóre zadania mogą jednak wykonywać nieporównywalnie szybciej niż maszyny wykorzystujące technologię krzemową. Badania medyczne i genetyczne należą właśnie do takich zadań, w których komputery kwantowe, nawet na tym bardzo wczesnym etapie rozwoju, sprawdzają się doskonale. – W ciągu następnej dekady skonstruujemy najlepsze komputery kwantowe na świecie – mówi Dario Gil, szef IBM Research.

Urządzenia te działają na zasadach mechaniki kwantowej, a do rozwiązania problemów obliczeniowych wykorzystują kwantową jednostkę informacji – kubit, zamiast używanego w maszynach krzemowych bitu. Różnica polega na tym, że kubit, oprócz wartości 0 lub 1, posiada pełen zakres stanów pośrednich – tzw. superpozycji. Kubit tym samym staje się układem zdolnym do przechowywania oraz przenoszenia znacznie większej liczby informacji niż bit, dzięki czemu wydajność maszyn kwantowych jest wielokrotnie wyższa niż krzemowych. Sprawdzają się szczególnie dobrze w zadaniach wymagających jednoczesnej, równoległej analizy różnych wariantów i rozwiązań.

Najnowsza generacja maszyn obliczeniowych będzie częścią projektu Discovery Accelerator uruchomionego przez obie instytucje. Na miejscu będzie działać nie tylko IBM Quantum System One – 20-kubitowy system zaprezentowany w 2019 roku. Za kilka lat (nieoficjalnie mówi się o 2023 roku) ma do niego dołączyć kolejna, nowocześniejsza jednostka, o mocy ponad 1000 kubitów. Centrum będzie mogło ponadto wykorzystywać zasoby chmurowe i 20 innych komputerów kwantowych znajdujących się fizycznie w laboratoriach IBM.

IBM ma już spore doświadczenie w dostarczaniu rozwiązań technologicznych dla świata ochrony zdrowia i medycyny. Rozwiązania sztucznej inteligencji bazujące na systemie Watson były już wykorzystywane przez szpitale do diagnostyki obrazowej, oceny stanu pacjentów, jak i dobierania optymalnie działających leków. Technologia Watson była również częścią systemów poszukiwania nowych substancji aktywnych. Komputery kwantowe wyprzedzają jednak Watsona pod wieloma względami i dziś to one są uważane za przyszłość techniki obliczeniowej.

Piotr Kościelniak
Dziennikarz specjalizujący się w popularyzacji medycyny i nowych technologii, konsultant ds. wydawniczych

Piotr Kościelniak kierował grupą magazynów popularnonaukowych Focus w wydawnictwie Burda Media Polska, gdzie uruchomił nowe tytuły zajmujące się m.in. medycyną, nowymi technologiami, psychologią i historią. Wcześniej kierował działem Nauki w dzienniku „Rzeczpospolita”, w ramach którego tworzył m.in. Rzecz o Zdrowiu, Styl Życia, a także Ranking Szpitali. Laureat nagród dla popularyzatorów nauki i problematyki medycznej.