خمسة من ستة فرق في تحدي Q4Bio استخدمت أجهزة IBM الكمومية
حققت شركة Algorithmiq، بالتعاون مع Cleveland Clinic وشركة IBM، جائزة قيمتها مليوني دولار في تحدي Q4Bio الأول من Wellcome Leap، وهي مسابقة مصممة لتسريع تطبيقات الحوسبة الكمومية في الرعاية الصحية. البرنامج المدعوم باستثمار أولي قيمته 40 مليون دولار تطلب من المتأهلين للنهائيات إثبات خوارزميات كمومية قابلة للتوسع على أجهزة كمومية حقيقية، حيث اختارت خمس من الفرق الست في النهاية تشغيل عروضها واسعة النطاق على أجهزة IBM الكمومية.
يعكس هذا التفضيل الدور المهم للحاسوبات الكمومية التي تحتوي على أكثر من 100 كيوبت في معالجة المشاكل المعقدة عند تقاطع العلوم الكمومية وحلول الرعاية الصحية العملية. تمول Wellcome Leap البحوث الصحية العالمية عالية المخاطر وعالية العائد، ويعكس هذا التحدي توقعاً بأن الحلول الكمومية القابلة للتطبيق ستكون متاحة خلال إطار زمني من 3-5 سنوات.
ركز الفريق الفائز على محاكاة العمليات الرئيسية في العلاج الضوئي الديناميكي (PDT)، وهو علاج للسرطان يستخدم أدوية تُنشط بالضوء. اعتمد نجاحهم على إطار هجين جديد من النوع "الكمومي-الكلاسيكي الشامل" مصمم لمحاكاة البنية الإلكترونية الجزيئية واسعة النطاق على أجهزة IBM الكمومية. من خلال تنفيذ دوائر على أنظمة تحتوي على ما يصل إلى 100 كيوبت، أثبت الفريق نهجاً قابلاً للتوسع نحو تحقيق الميزة الكمومية في اكتشاف وتطوير الأدوية.
بالإضافة إلى فوز Algorithmiq، حقق مشروع Quantum Pangenomics من University of Oxford ومعهد Sanger سبقاً بتشفير جينوم كامل على حاسوب كمومي. باستخدام معالج IBM Quantum Heron r2، حول الفريق مشاكل الجينوم إلى صيغ تحسين ثنائية مقيدة من الدرجة الثانية (QUBO)، معتمداً على الأنظمة الكلاسيكية لصياغة المشاكل والتحليل مع الاستفادة من الأجهزة الكمومية للمشاكل الفرعية كثيفة الحوسبة.
تمثل هذه النتائج تطوراً مهماً في انتقال الحوسبة الكمومية من الإمكانية النظرية إلى النتائج القابلة للإثبات، خاصة في قطاع الرعاية الصحية. مع أن الحاسوبات الكمومية المقاومة للأخطاء والعالمية لا تزال بعيدة بسنوات، يركز الباحثون بشكل متزايد على الخوارزميات الهجينة الكمومية-الكلاسيكية التي يمكنها الاستفادة من نقاط القوة في كلا النموذجين الحاسوبيين لمعالجة التحديات البيولوجية الملحة، مما قد يؤثر إيجابياً على استثمارات القطاع وقيمة الشركات المتخصصة في هذا المجال.