量子计算机概念艺术

科学家们将开发一种专门用于生命科学的量子计算机

图片来源:Dreamstime

丹麦的诺和诺德基金会将开发一种实用的量子计算机,其应用范围从制造新药到寻找基因、环境和疾病之间的联系。

该基金会预计将花费2亿美元(1.76亿英镑)来开发它所说的“未来”第一台致力于生命科学研究和绿色转型的量子计算机。

该项目是由这家非营利性基金会(诺和诺德制药集团的大股东)与哥本哈根大学合作发起的,包括来自丹麦、加拿大、荷兰和美国的量子计算领域的世界领先研究人员。

通过将下一代量子计算应用于生命科学,诺和诺德基金会希望能加快开发新的药物,为气候变化和绿色过渡提供新的见解,这是今天的标准计算机无法做到的。

他们的雄心是,量子计算机也将成为设计新的可持续材料、提供新的节能解决方案或协助新的脱碳方法的基本工具。

哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所(Niels Bohr Institute of Copenhagen)项目负责人彼得·克罗格斯特鲁普(Peter Krogstrup)表示:“世界各地的其他主要项目已经选择了自己的平台,并试图优化它们,但我们预计许多项目将陷入死胡同。”“我们宁愿花7年时间找到一个平台,提供最大的机会来构建可用的量子计算机。”

一些量子计算机原型机操纵电子,另一些则操纵光子(光粒子)。但今天所有的设备,无论是电子设备还是光子设备,“都是噪音大、容错的机器,无法解决任何与人类有关的问题,”该基金会的首席执行官麦德·克罗格斯加德·汤姆森(Mads Krogsgaard Thomsen)说。

牛津大学计算化学家加勒特·莫里斯(Garrett Morris)教授的实验室进行的模拟表明,在许多情况下,量子计算机可以比传统计算机更快、更准确地预测分子结构。

莫里斯说:“这是一个非常令人兴奋的计划,在硬件和软件方面进行了协调努力。”“如果他们能成功的话,量子计算可能会给科学的许多方面带来革命。”

虽然大多数计算机以位为单位处理数据,二进制值要么为0,要么为1,量子计算机使用一种叫做量子位的双态单元进行数据处理,它通过一种被称为叠加的过程同时表示几个数字。通过能够桥接二进制数字,并应对高度的不确定性,这些设备可以使普通计算机无法完成的高度复杂的计算。

这种同时进行大量计算的能力对化学反应建模、设计新材料和搜索巨大的数据库尤其有用。

诺和诺德基金会(Novo Nordisk Foundation)副总裁Lene Oddershede表示:“例如,在生命科学领域,我们可以通过让量子计算机处理人类基因组和疾病的海量数据,来加速个性化医疗的发展。”

尽管该基金会不想对IBM、微软(Microsoft)和Alphabet等活跃在量子计算领域的大公司或该领域的许多初创企业提供的任何具体技术做出承诺,但预计该项目将对具体项目的合作持开放态度。

“我们希望在量子研究领域打造一个国际强国,这是一个具有巨大潜力的领域。我们希望创造、成熟和发展技术,能够解决健康、可持续性和其他领域的主要和当前挑战,”该基金会首席执行官麦德·克罗格斯加德·汤姆森说。

该项目将涉及一个大型的大学和工业生态系统,包括来自麻省理工学院(美国)、代尔夫特理工大学(荷兰)、丹麦技术大学、奥尔胡斯大学(丹麦)和多伦多大学(加拿大)的研究人员。

在最初的7年里,该项目预计将专注于开发制造量子位的材料和硬件。同时,各种量子平台被认为是探索和确定最合适的量子平台。最终,基金会将会扩大在生命科学研究中广泛应用的技术。

英国已经表明野心成为世界上第一个做好量子准备的经济体。作为该计划的一部分,2020年,英国承诺拨款1000万英镑,用于建造该国第一台量子计算机。今年初夏,t国防部获得了政府的第一台量子计算机探索如何利用这项技术来加强英国的国防。

然而,苏塞克斯大学苏塞克斯量子技术中心主任温弗里德·亨辛格教授告诉BBC,量子计算机的真正潜力需要时间因为这些设备“目前还不能解决任何实际问题”。

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