Google запускает XPRIZE Quantum Applications - глобальный конкурс с бюджетом 5 миллионов долларов, который поможет разработать квантовые алгоритмы для реальных приложений. Конкурс продлится три года. Хотя уже доказано, что квантовые компьютеры могут решать некоторые задачи гораздо быстрее, чем обычные, подавляющее большинство алгоритмов не имеют практического применения. Компания надеется изменить эту ситуацию, обратившись к научному сообществу с призывом посмотреть, как можно применить эту технологию для решения важнейших мировых проблем.

Квантовые компьютеры обладают огромным потенциалом для решения важнейших социальных проблем. Исследования, проведенные Google (и другими компаниями), показали, что их можно использовать, например, для ускорения разработки новых лекарств, создания новых материалов, которые работают лучше и служат дольше, более эффективных компонентов батарей, термоядерных реакторов и так далее.

Отсутствие практического применения

Среди приложений, изучаемых компанией, — разработка квантовых алгоритмов для анализа химических взаимодействий цитохрома P450 (CYP450), семейства ферментов, необходимых для метаболизма лекарств, эффективность которых определяется анализом их взаимодействия. Однако реакции настолько сложны, что ученым особенно трудно их предугадать, что затрудняет разработку новых терапевтических молекул.

Это связано с тем, что процесс метаболизма CYP450 состоит из сложной цепочки реакций, приводящих к многочисленным промежуточным изменениям в молекулярной структуре фермента. В своем исследовании Google продемонстрировала, что с помощью квантового компьютера ученые смогут проследить эту цепочку изменений с большей точностью и с гораздо меньшими затратами времени и ресурсов.

В другом исследовании инженеры Google показали, как квантовые вычисления могут быть использованы для изучения более экологичных альтернатив кобальту, который используется в катодах литий-ионных батарей. Исследователи использовали метод квантового моделирования для разработки алгоритмов анализа относительных энергий ряда структур-кандидатов на замену кобальту. Такая операция потребовала ... Читать дальше »