Inuti Quantum Technology

Biocomputing och quantum computing är två banbrytande teknologier som har potential att revolutionera hur vi bearbetar information och löser komplexa problem. Även om dessa beräkningsfält är baserade på fundamentalt olika principer, syftar de till att uppnå oöverträffad beräkningskraft och hastighet. För att förstå hur var och en av dessa tekniker hoppas kunna förändras i framtiden är det viktigt att förstå grunderna för var och en.

Vad är Biocomputing?

Biocomputing, eller DNA-beräkning eller molekylär beräkning, använder biologiska molekyler som DNA, RNA och proteiner för att utföra beräkningar. Grundtanken bakom biodatorer är att använda biologiska systems inneboende parallellitet och informationslagringskapacitet för att utföra komplexa beräkningar. DNA-beräkning, till exempel, använder DNA-molekylernas förmåga att lagra och manipulera information för att utföra beräkningar. Detta görs genom att koda information i sekvensen av nukleotider som utgör DNA-molekyler och sedan använda enzymer och andra biologiska molekyler för att manipulera och bearbeta DNA:t.

En av de kritiska fördelarna med biodatorer är att den har potential att utföra massivt parallella beräkningar med relativt enkel utrustning. Detta gör biodatorer till en lovande teknik för bioinformatik, läkemedelsupptäckt och datalagringsapplikationer.

Andra typer av biodatorer förlitar sig på neurovetenskap för att skapa datanätverk baserade på neuroner i hjärnan. Nyligen har forskare vid John Hopkins University har tagit detta ett steg längre genom att skapa "organoida" mänskliga hjärnor som skulle kunna användas som en ny datormodell. "Vi kallar detta nya tvärvetenskapliga fält 'organoid intelligens' (OI), säger professor Thomas Hartung vid Johns Hopkins University i en nyligen publicerad pressmeddelande. "En gemenskap av toppforskare har samlats för att utveckla denna teknik, som vi tror kommer att lansera en ny era av snabb, kraftfull och effektiv biodatorteknik." Uppenbarligen finns det mycket mer forskning att göra och många etiska frågor att besvara, men experter förutspår att denna marknad kommer att vara värd $ 8.3 miljarder genom 2028.

Vad är Quantum Computing?

Kvantberäkning är en typ av beräkning som använder kvantmekaniska fenomen, såsom superposition och entanglement, för att utföra beräkningar. Till skillnad från klassisk beräkning, som är baserad på binära bitar som kan vara antingen 0 eller 1, använder kvantberäkningar kvantbitar eller qubitar, som kan vara i en överlagring av både 0 och 1 samtidigt. Detta gör att kvantdatorer kan utföra specifika beräkningar mycket snabbare än klassiska datorer.

En av de kritiska fördelarna med kvantberäkning är att den kan utföra vissa typer av beräkningar som är svårhanterliga för klassiska datorer. Till exempel har kvantdatorer visat sig kunna lösa vissa typer av optimering problem mycket snabbare än klassiska datorer. Kvantdatorindustrin har redan spridit sig över hela världen när företag, akademiker, regeringar och andra organisationer dyker djupt in i denna nästa generations teknologi.

Jämför biodatorer och kvantberäkningar

Medan biodatorer och kvantberäkningar är baserade på fundamentalt olika principer, finns det vissa likheter mellan dessa två datorområden. Till exempel är bioberäkningar och kvantberäkningar baserade på parallellitet och informationslagringsprinciper. Inom bioberäkning uppnås parallellism genom att använda många biologiska molekyler som utför beräkningar samtidigt. Vid kvantberäkning uppnås parallellism genom qubits som kan vara i en superposition av tillstånd.

En annan likhet mellan bioberäkning och kvantberäkning är att båda dessa beräkningsfält har potential att utföra vissa typer av beräkningar mycket snabbare än klassisk beräkning. Men de typer av beräkningar som kan utföras snabbare genom bioberäkningar och kvantberäkningar är olika. Biocomputing är särskilt väl lämpat för problem som involverar stora datamängder, som t.ex DNA- sekvensering eller proteinveckning. Å andra sidan är Quantum computing särskilt väl lämpad för optimerings- eller simuleringsproblem.

Slutligen är biodatorer och kvantberäkningar fortfarande i de tidiga utvecklingsstadierna och har många tekniska utmaningar att övervinna innan de kan tillämpas allmänt. Till exempel står biodatorer inför problem med felkorrigering, skalning och tillförlitlighet. Quantum computing står inför utmaningar relaterade till felkorrigering, dekoherens och skalbarhet.

Biocomputing och quantum computing är två spännande områden inom datoranvändning som har potential att revolutionera hur vi bearbetar information och löser komplexa problem. Medan biodatorer och kvantberäkningar är baserade på fundamentalt olika principer, delar de likheter när det gäller sina mål och potentiella tillämpningar. När varje bransch utvecklas under det kommande decenniet kommer det att finnas gott om möjligheter för korshörning mellan de två industrierna och möjliga partnerskap och samarbeten att utveckla robust, banbrytande teknik.

Kenna Hughes-Castleberry är personalskribent på Inside Quantum Technology och Science Communicator vid JILA (ett partnerskap mellan University of Colorado Boulder och NIST). Hennes skrivbeats inkluderar djupteknik, kvantberäkning och AI. Hennes arbete har visats i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica och mer.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-biocomputing-vs-quantum-computing/