量子技術の内部

バイオコンピューティングと量子コンピューティングは、情報を処理し、複雑な問題を解決する方法に革命をもたらす可能性を秘めた XNUMX つの最先端のテクノロジーです。 これらのコンピューティング分野は根本的に異なる原理に基づいていますが、前例のない計算能力と速度を達成することを目指しています。 これらの各テクノロジーが将来どのように変化するかを理解するには、それぞれの基本を理解することが重要です。

バイオコンピューティングとは何ですか?

バイオコンピューティング、または DNA コンピューティングまたは分子コンピューティングは、DNA、RNA、タンパク質などの生体分子を使用して計算を実行します。 バイオコンピューティングの背後にある基本的な考え方は、生物学的システムに固有の並列性と情報記憶能力を利用して、複雑な処理を実行することです。 計算。 たとえば、DNA コンピューティングでは、DNA 分子の機能を利用して情報を保存および操作し、計算を実行します。 これは、DNA 分子を構成するヌクレオチドの配列に情報をエンコードし、酵素やその他の生体分子を使用して DNA を操作および処理することによって行われます。

バイオコンピューティングの重要な利点の XNUMX つは、比較的単純な装置を使用して大規模な並列計算を実行できる可能性があることです。 このため、バイオコンピューティングは、バイオインフォマティクス、創薬、データストレージアプリケーションにとって有望なテクノロジーとなっています。

他の種類のバイオコンピューティングは、神経科学に依存して、脳内のニューロンに基づいたコンピューティング ネットワークを作成します。 最近、研究者らは、 ジョンズ·ホプキンス大学 彼らはこれをさらに一歩進めて、新しいコンピューターモデルとして使用できる「オルガノイド」人間の脳を作成しました。 「私たちはこの新しい学際的分野を『オルガノイド・インテリジェンス』(OI)と呼んでいます」とジョンズ・ホプキンス大学のトーマス・ハルトゥング教授は最近の論文で述べた。 プレスリリース。 「トップの科学者のコミュニティがこのテクノロジーの開発に集まりました。これにより、高速、強力、効率的なバイオコンピューティングの新時代が始まると信じています。」 明らかに、さらに多くの研究を行う必要があり、多くの倫理的問題に答えなければなりませんが、専門家は、この市場には価値があると予測しています。 ２０２２年の１７４億４０００万ドル 2028によります。

量子コンピューティングとは何ですか？

量子コンピューティングは、重ね合わせやもつれなどの量子力学的現象を使用して計算を実行するコンピューティングの一種です。 0 または 1 のいずれかのバイナリ ビットに基づく古典的なコンピューティングとは異なり、量子コンピューティングでは量子ビットまたは量子ビットが使用されます。 重畳 0と1の両方を同時に。 これにより、量子コンピューターは古典的なコンピューターよりもはるかに高速に特定の計算を実行できるようになります。

量子コンピューティングの重要な利点の XNUMX つは、古典的なコンピューターでは困難な特定の種類の計算を実行できることです。 たとえば、量子コンピューターは特定の種類の問題を解決できることが示されています。 最適化 従来のコンピューターよりもはるかに高速に問題を解決できます。 量子コンピューティング産業は、企業、学者、政府、その他の組織がこの次世代テクノロジーに深く参入しており、すでに世界中で拡大しています。

バイオコンピューティングと量子コンピューティングの比較

バイオコンピューティングと量子コンピューティングは根本的に異なる原理に基づいていますが、これら XNUMX つのコンピューティング分野にはいくつかの類似点があります。 たとえば、バイオコンピューティングと量子コンピューティングは、並列処理と情報記憶の原理に基づいています。 バイオコンピューティングでは、多くの生体分子が同時に計算を実行することで並列処理が実現されます。 量子コンピューティングでは、状態を重ね合わせることができる量子ビットによって並列処理が実現されます。

バイオコンピューティングと量子コンピューティングのもう XNUMX つの類似点は、これらのコンピューティング分野の両方が、特定の種類の計算を古典的なコンピューティングよりもはるかに高速に実行できる可能性があることです。 ただし、バイオコンピューティングと量子コンピューティングでは、より高速に実行できる計算の種類が異なります。 バイオコンピューティングは、次のような大量のデータを伴う問題に特に適しています。 DNA 配列決定またはタンパク質のフォールディング。 一方、量子コンピューティングは、最適化やシミュレーションの問題に特に適しています。

最後に、バイオコンピューティングと量子コンピューティングはまだ開発の初期段階にあり、広く採用される前に克服すべき多くの技術的課題があります。 たとえば、バイオコンピューティングは、エラー修正、スケーリング、信頼性の課題に直面しています。 量子コンピューティングは、エラー訂正、デコヒーレンス、およびスケーラビリティに関する課題に直面しています。

バイオコンピューティングと量子コンピューティングは、情報を処理し、複雑な問題を解決する方法に革命をもたらす可能性を秘めた XNUMX つのエキサイティングなコンピューティング分野です。 バイオコンピューティングと量子コンピューティングは根本的に異なる原理に基づいていますが、その目標と潜在的な応用に関しては類似点があります。 今後 XNUMX 年で各業界が進化するにつれて、XNUMX つの業界間でのクロストークやパートナーシップの可能性の機会が数多く生まれるでしょう。 コラボレーション 堅牢で最先端のテクノロジーを開発します。

Kenna Hughes-Castleberry は、Inside Quantum Technology のスタッフ ライターであり、JILA (コロラド大学ボルダー校と NIST のパートナーシップ) のサイエンス コミュニケーターです。 彼女の執筆活動には、ディープ テクノロジー、量子コンピューティング、AI が含まれます。 彼女の作品は、Scientific American、Discover Magazine、Ars Technica などで紹介されています。

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• 情報源： https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-biocomputing-vs-quantum-computing/