Oxford-లో $5M ఆరోగ్య పురస్కారం కోసం Quantum కంప్యూటర్ ఆటపందెం

$5 మిలియన్ ప్రశ్న

Oxford వెలుపల ఉన్న ఒక ప్రయోగశాలలో, cesium పరమాణువుల నుండి నిర్మించిన quantum కంప్యూటర్ laser గ్రిడ్‌లో నిలిపివేయబడి తన సమయాన్ని ఎదుర్కొంటుంది. ఈ మెషిన్ చిన్నదిగా ఉంది, భవనం నుండి బయటకు తీసుకెళ్లవచ్చు, అయితే అది శక్తిశాలిగా ఉంది, దీని Colorado-ఆధారిత యజమాని, Infleqtion, ఈ వారం Marina del Rey, California-లో జరిగే పోటీలో $5 మిలియన్ విజయం సాధించగలదని నమ్ముకుంటుంది. పురస్కారం ఆ జట్టుకు ఇవ్వబడుతుంది, వారు quantum algorithm ప్రదర్శించగలిగితే ఇది ఒక వాస్తవమైన ఆరోగ్య సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది, classical కంప్యూటర్‌లు సంభాలించలేనిది — ఒక సవాలు చాలా కఠినమైనది, పోటీ నిర్వాహకులు కూడా సందేహిస్తారు ఎవరైనా పూర్తిగా grand prize కోసం దరఖాస్తు చేయబడతారు.

ఈ పోటీ Quantum for Bio (Q4Bio), nonprofit Wellcome Leap నిర్వహిస్తుంది. ఇది 30 నెలలుగా నిరంతరం కొనసాగింది 12 జట్లతో, ప్రతి జట్టు $1.5 మిలియన్ development funding అందుకుంది. ఆరు finalists వరకు చేరుకున్నారు. కలిసి, వారి కార్యక్రమం మొత్తం quantum computing ఫీల్డ్ పై వేలాడుతున్న ప్రాథమిక ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వటానికి చాలా తీవ్రమైన ప్రయత్నాన్ని ప్రతినిధిస్తుంది: ఈ రోజు గందరగోళ, లోపం-కలిగిన యంత్రాలు ప్రపంచానికి నిజమైన ఉపయోగకరమైన ఏదైనా చేయగలవా?

ఎవరూ ఆశించని Hybrid పరిష్కారం

Q4Bio నుండి ఉదయించిన చాలా ముఖ్యమైన technical ఆవిష్కరణ ఎవరు గెలిచారు అనేది కాకుండా, present quantum hardware యొక్క పరిమితులకు ప్రతిটి జట్టు ఎలా స్పందించింది. processors ఎదుర్కున్న gण్డ్‌తో పోరాడుతుంది, సীमित qubit counts, అధిక error rates, సమస్త ఆరు finalist జట్లు hybrid quantum-classical approaches అభివృద్ధి చేశాయి — చాలా శాతం computation classical processors కు outsource చేసి, తర్వాత quantum hardware ఉపయోగించారు ఖచ్చితంగా specific sub-problems కోసం ఇక్కడ classical పద్ధతులు scaling లో విఫలమవుతాయి.

ఇది quantum computing కాదు ప్రారంభ popular ఊహల నుండి, quantum మెషీన్‌లు పూర్తిగా ఈ రకమైన computations నిర్వహిస్తాయి. ఇది మరింత practical మరియు మరింత interesting: quantum మరియు classical systems మధ్య పని యొక్క విభజన ఒక్కోకటి యొక్క నిజమైన బలాలను ఆడుతుంది. Classical కంప్యూటర్‌లు సమస్య యొక్క ఆ భాగాలను నిర్వహిస్తాయి వాటిలో efficient; quantum hardware చేపట్టినా ఆ భాగాలను ఇక్కడ quantum effects ఒక advantage ఇస్తాయి classical ద్వారా replicate చేయలేనిది. Hybrid పద్ధతి classical computing performance నరుగు చేసే algorithmic advances కూడా ఉత్పత్తి చేసింది — ఒక finding దీనికి value ఉంది independent మీకు quantum component చివరికి ఎలా perform చేస్తుందో.

సమస్యలు చేపట్టడం జరుగుతుంది

Q4Bio జట్లు theoretical సమస్యల పై కృషి చేయనట్లు లేదు. Helsinki-ఆధారిత Algorithmiq, Cleveland Clinic సమన్వయంలో, IBM superconducting quantum కంప్యూటర్ ఉపయోగించి light-activated cancer ఔషధ simulate చేస్తుంది — photodynamic therapy agent ఇప్పటికే bladder cancer కోసం phase II clinical trials లో ఉంది. Quantum-computed simulation ఔషధ మరిన్ని cancer types కోసం redesign చేయటానికి అనుమతిస్తుంది, ఒక application classical model చేయడం అసాధ్యమైనది ఎందుకంటే molecular dynamics యంటర్‌ కచ్చితంగా computationally intractable.

Oxford University ఆఫ్ Sergii Strelchuk quantum కంప్యూటర్ ఉపయోగించి మానవులు మరియు pathogens మధ్య genetic diversity map చేయటానికి graph-based data structures ద్వారా classical solvers చేసే అధిక్రమణ వారు అందుబాటులో ఉంటారు స్కేల్ చేయటకు. System genomic data లో దాచిన connections విడుదల చేయగలదు revealing treatment pathways ప్రస్తుతం standard bioinformatics కు అదృశ్యం. మరియు Infleqtion యొక్క cesium-ఆధారిత నిర్మాణం Cancer Genome Atlas mine చేస్తుంది patterns గుర్తించటానికి నియోజకమండల cancer origin లు సూచిస్తుంది — సమాచారం clinically కీలకమైనది treatment planning కోసం కాని data scale కు computationally అందుబాటులో లేనిది.

విఫలతకూడా Progress లో లెక్కపడుతుంది

Q4Bio యొక్క competition director $5 మిలియన్ grand prize కోసం వ్యక్తీకరించటకు సంభావ్యత గురించి frank. Challenge కేవలం ఒక useful quantum algorithm కాదు పరన్తు ఒక demonstrably సమస్య పరిష్కరిస్తుంది classical కంప్యూటర్‌ల కోసం అసాధ్యమైనది, 100 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ qubits కలిగిన strict performance criteria హార్డ్‌వేర్ పై నడుస్తుంది. Quantum hardware యొక్క స్థితి చూస్తే, ఈ సమస్త పరిస్థితులు simultaneously కలుసుకోవటం అసాధారణ సవాలు.

కానీ ఈవెన్ కూడా ఎటువంటి జట్టు grand prize వెళ్లిస్తే, పోటీ ఏదో valuable ఇచ్చింది: ఒక rigorous mapping కుంటే quantum computing genuinely ఆరోగ్యసేవలో contribute చేయగలదు, మరియు hybrid పద్ధతుల సమితి ఆ classical కంప్యూటర్‌ల పై కూడా performance మెరుగుపరిచింది. ఫీల్డ్ transformed చేయబడింది theoretical future hardware కోసం ఎదురుచూస్తుండిలేకుండా real సమస్యలను real యంత్రాలతో పరిష్కరిస్తున్న శిక్ష ద్వారా. ఈ pragmatism — present quantum systems యొక్క పరిమితులను అంగీకరించి అయితే సరిగా ఆ నుండి genuine ఉపయోగం తీసిన కార్యకలాపాలను కనుగొనటం — బహుశా Q4Bio యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన legacy, prize money ఎలా భిన్నమైనదైతే.

ఈ article MIT Technology Review ద్వారా reporting ఆధారపడింది. original article చదువు.