Новости

Учёные построили модель эволюции на квантовом компьютере IBM

Учёные построили модель эволюции на квантовом компьютере IBM

Исследователи из Китая и Испании смоделировали эволюцию двух простейших существ на облачном квантовом компьютере от IBM. Результаты опубликованы на портале arXiv.org.

Чтобы изучить вопрос эволюции жизни, учёные используют математическую модель, а также проверяют гипотезы с помощью компьютерных вычислений. Теперь появилась возможность сделать это на более точных квантовых вычислительных машинах.

Так, для построения системы команда во главе с Унаем Альварезом-Родригезом (Unai Alvarez-Rodriguez) использовала квантовый компьютер модели ibmqx4, оперирующий пятью кубитами и находящийся в открытом доступе в облаке.

В систему вошли два простейших «живых» объекта. На один приходилось два кубита, содержащих информацию о его «генотипе» и «фенотипе». В генотипе были записаны сведения о типе живой клетки, которые «передавались по наследству» (упрощённый прототип ДНК). Информация о фенотипе не передавалась «потомкам», но менялась на протяжении существования организма по причине взаимодействия с окружающей средой, вторым объектом и влияла на длительность жизни.

Для самокопирования – размножения и передачи генотипа в новое поколение – специалисты запутали кубит генотипа с чистым кубитом, после чего передали сведения от первого ко второму.

Чтобы продемонстрировать процесс взаимодействия с окружающим миром, использовался кубит фенотипа. Он постепенно разрушался, имитируя процесс старения. Когда кубит принимал определённое асимптотическое состояние, то это означало окончательную «смерть».

Для моделирования естественного отбора исследователи отбирали в новом поколении и копировали генотипы объектов, проживших дольше.

Учёные также спроектировали явление мутации, периодически перетасовывая фенотипы, но не трогая генотипы пары организмов. Грубо говоря, они показали вариант размножения делением клеток.

Эксперимент провели неоднократно. В результате оказалось, что способность к выживанию выше у поколений, полученных путём смешения фенотипа.

Квантовый компьютер, используемый в исследованиях, был выпущен весной 2016-го. Учёные планируют воссоздать процесс на более поздних версиях IBM.

О деталях эксперимента, а также новых разработках, планируемых в IBM, можно узнать 1 марта на Quantum Technology Conference. О них расскажет технический консультант Лаборатории внедрения передовых технологий IBM Александр Позднеев. Среди прочего он упомянет о прототипе универсального квантового компьютера IBM Q.


Узнайте, кто ещё стал спикером Quantum Technology Conference, и купите билет по специальной цене.

 

Узнать больше на Quantum Technology Conference ►►►