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A computação quântica poderia ajudar a evitar a próxima grande pandemia?

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A computação quântica poderia simplificá-la e reduzir o tempo que leva exponencialmente para criar uma vacina para a COVID-19

Por Patrick Nohe

Patrick Nohe – Editor-in-Chief; Hashed Out

Quando nos estabelecemos no segundo mês de isolamento na batalha coletiva do mundo contra a pandemia do COVID-19, um ponto de discussão que você sem dúvida ouviu várias vezes é que isso realmente não terminará até que haja uma vacina

Mas a busca por uma vacina é um processo complicado que parece extremamente abstrato para a maioria de nós. Como você cria uma vacina? Essa não é uma pergunta que poderemos responder neste artigo, nem tentaremos.

Em vez disso, vamos nos concentrar em apenas uma parte da busca por vacinas, um processo chamado dobragem de proteínas e como outra tecnologia extremamente complicada – a computação quântica – poderia simplificá-la e reduzir o tempo que leva exponencialmente.

Vamos começar com o óbvio: tanto a computação quântica quanto a dobragem de proteínas são tecnologias altamente científicas e altamente matemáticas que exigem educação em nível de doutorado para realmente compreender e desbloquear.

Desnecessário dizer que este resumo comparativo de baixo nível de como eles teoricamente podem trabalhar juntos vai parecer um pouco como ter um chimpanzé da era espacial explicando o Projeto Mercúrio para você – mas tenha paciência conosco.

Quando você cria uma vacina, o que você está procurando essencialmente é uma sequência de proteínas dobradas na estrutura tridimensional correta que pode neutralizar o vírus (antígenos). A estrutura física precisa estar correta para que a proteína funcione corretamente. O processo de dobrar foi habilmente chamado de dobramento de proteínas.

Esse processo ocorre naturalmente, mas não na velocidade que precisamos, por isso criamos uma maneira de codificar tudo isso e usar computadores para processá-lo digitalmente. O problema é que existem literalmente bilhões de combinações diferentes que devem ser tentadas antes de encontrar a estrutura correta.

E uma das limitações dos computadores modernos é o binário no qual eles são executados. Computadores rodam em bits. Os bits podem ser 1 ou 0, limitando o computador a um palpite de cada vez. Você pode ver como pode demorar um pouco para corrigir a combinação de dobra de proteínas.

No momento, existem vários grupos – alguns comerciais, outros das comunidades hacktivistas e de criptografia – reunindo seus recursos de computação para acelerar o processo de dobragem de proteínas. Na verdade, é muito parecido com o modo como os mineradores de Bitcoin agrupam recursos de computação para resolver blocos e ganhar recompensas em Bitcoin.

Lila Kee, the General Manager for GlobalSign’s North and South American operations

E isso ocorre porque o dobramento de proteínas é bastante semelhante a quebrar uma chave criptográfica.

Você deve se lembrar que a chefe de produtos da GlobalSign, Lila Kee, escreveu em um artigo para a Forbes sobre como os computadores quânticos serão capazes de decifrar chaves criptográficas em apenas alguns minutos.

Aqui está um trecho:

“Computadores quânticos não operam em binário verdadeiro. Eles não usam bits. Em vez disso, eles usam algo chamado bit quântico ou qubit. 

Um qubit, graças a um fenômeno físico quântico conhecido como superposição, pode realmente ser 1 e 0 ao mesmo tempo … Se um qubit pode ser 1 e 0 – ao mesmo tempo -, pode fazer várias suposições. uma vez. 

Um computador quântico de um qubit pode fazer duas suposições ao mesmo tempo. Um computador de dois qubit pode fazer quatro. Três qubits significa oito … Fica exponencialmente mais poderoso a cada qubit adicionado.”

Agora, vamos aplicar isso ao dobramento de proteínas, que é um processo que também exige o cálculo de bilhões de suposições. Embora o cálculo não seja exatamente o mesmo – uma chave RSA de 2048 bits e uma cadeia de proteínas são certamente bestas diferentes – a energia necessária para realizá-lo é.

Falamos constantemente sobre computação quântica, mas neste momento parece muito abstrato, porque ainda nem começamos a explorar verdadeiramente todos os novos aplicativos para ela. No entanto, com o COVID-19, temos um exemplo perfeito de como a computação quântica poderia um dia mudar a vida.

Encontrar uma vacina para o coronavírus é um processo que – na melhor das hipóteses – levará de 12 a 18 meses, com base nas estimativas mais recentes. Parte dessa linha do tempo é atribuída diretamente ao dobramento de proteínas que precisa ocorrer para encontrar a forma tridimensional correta.

O que os computadores modernos podem levar meses para serem concluídos, os computadores quânticos podem funcionar em dias ou até horas.

É verdade que ainda estamos a anos de ser à prova de quantum. Mas, quando chega, a computação quântica tem o potencial de ser uma arma inestimável no combate à próxima pandemia.

Fonte: GlobalSing

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