ภายในเทคโนโลยีควอนตัม

ไบโอคอมพิวติ้งและควอนตัมคอมพิวติ้งเป็นสองเทคโนโลยีล้ำสมัยที่มีศักยภาพในการปฏิวัติวิธีที่เราประมวลผลข้อมูลและแก้ปัญหาที่ซับซ้อน แม้ว่าสาขาการคำนวณเหล่านี้จะอิงตามหลักการที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน แต่พวกเขามีเป้าหมายเพื่อให้ได้มาซึ่งพลังและความเร็วในการคำนวณอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เพื่อทำความเข้าใจว่าเทคโนโลยีเหล่านี้หวังว่าจะเปลี่ยนแปลงในอนาคตอย่างไร สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจพื้นฐานของแต่ละเทคโนโลยี

ไบโอคอมพิวติ้งคืออะไร?

Biocomputing หรือ DNA Computing หรือ Molecular Computing ใช้โมเลกุลทางชีวภาพ เช่น DNA, RNA และโปรตีนในการคำนวณ แนวคิดพื้นฐานเบื้องหลังการประมวลผลทางชีวภาพคือการใช้ระบบคู่ขนานโดยธรรมชาติและความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลเพื่อดำเนินการที่ซับซ้อน การคำนวณ ตัวอย่างเช่น การคำนวณดีเอ็นเอ ใช้ความสามารถของโมเลกุลดีเอ็นเอในการจัดเก็บและจัดการข้อมูลเพื่อดำเนินการคำนวณ สิ่งนี้ทำได้โดยการเข้ารหัสข้อมูลในลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอ จากนั้นจึงใช้เอนไซม์และโมเลกุลทางชีวภาพอื่นๆ เพื่อจัดการและประมวลผลดีเอ็นเอ

ข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของคอมพิวเตอร์ชีวภาพคือมีศักยภาพในการคำนวณแบบขนานจำนวนมากโดยใช้อุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่าย สิ่งนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ชีวภาพเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มสำหรับแอปพลิเคชันด้านชีวสารสนเทศ การค้นหายา และการจัดเก็บข้อมูล

คอมพิวเตอร์ชีวภาพประเภทอื่นๆ อาศัยประสาทวิทยาในการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์โดยอาศัยเซลล์ประสาทในสมอง เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยที่ มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ ได้ก้าวไปอีกขั้นด้วยการสร้างสมองมนุษย์แบบ “ออร์แกนอยด์” ที่สามารถใช้เป็นแบบจำลองคอมพิวเตอร์ใหม่ได้ “เราเรียกสาขาสหวิทยาการใหม่นี้ว่า 'ปัญญาออร์แกนอยด์' (OI)” ศาสตราจารย์โธมัส ฮาร์ตุง แห่งมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกิ้นส์ กล่าวในรายงานล่าสุด กดปล่อย. “ชุมชนนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำรวมตัวกันเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีนี้ ซึ่งเราเชื่อว่าจะเปิดยุคใหม่ของการประมวลผลชีวภาพที่รวดเร็ว ทรงพลัง และมีประสิทธิภาพ” เห็นได้ชัดว่ามีการวิจัยอีกมากมายที่ต้องทำและคำถามด้านจริยธรรมมากมายที่ต้องตอบ แต่ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าตลาดนี้จะคุ้มค่า $ 8.3 พันล้าน โดย 2028

คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร?

การคำนวณควอนตัมคือประเภทของการคำนวณที่ใช้ปรากฏการณ์เชิงกลเชิงควอนตัม เช่น การทับซ้อนและการพัวพัน เพื่อดำเนินการคำนวณ ซึ่งแตกต่างจากการคำนวณแบบคลาสสิกซึ่งขึ้นอยู่กับบิตไบนารีที่สามารถเป็นได้ทั้ง 0 หรือ 1 การคำนวณแบบควอนตัมจะใช้บิตควอนตัมหรือ qubits ซึ่งอาจอยู่ใน การทับซ้อน ของทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน สิ่งนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถคำนวณเฉพาะได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

ข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของควอนตัมคอมพิวติ้งคือสามารถคำนวณบางประเภทได้ยากสำหรับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัมแสดงให้เห็นว่าสามารถแก้ปัญหาบางประเภทได้ การเพิ่มประสิทธิภาพ ปัญหาได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกมาก อุตสาหกรรมควอนตัมคอมพิวติ้งขยายตัวไปทั่วโลกแล้ว เนื่องจากบริษัท นักวิชาการ รัฐบาล และองค์กรอื่นๆ กำลังดำดิ่งสู่เทคโนโลยียุคใหม่นี้

การเปรียบเทียบคอมพิวเตอร์ชีวภาพกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ในขณะที่คอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้หลักการที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันบางประการระหว่างสาขาการคำนวณทั้งสองนี้ ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมขึ้นอยู่กับหลักการแบบคู่ขนานและการจัดเก็บข้อมูล ในคอมพิวเตอร์ชีวภาพ การทำงานแบบคู่ขนานทำได้โดยใช้โมเลกุลทางชีวภาพหลายตัวที่ทำการคำนวณพร้อมกัน ในการคำนวณแบบควอนตัม ความเท่าเทียมสามารถทำได้ผ่าน qubits ที่สามารถซ้อนทับสถานะได้

ความคล้ายคลึงกันอีกอย่างหนึ่งระหว่างคอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็คือ ทั้งสองฟิลด์คอมพิวเตอร์นี้มีศักยภาพในการคำนวณบางประเภทได้เร็วกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิมมาก อย่างไรก็ตาม ประเภทของการคำนวณที่สามารถทำได้เร็วขึ้นโดยคอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นแตกต่างกัน การประมวลผลทางชีวภาพเหมาะอย่างยิ่งสำหรับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลจำนวนมาก เช่น ดีเอ็นเอ การหาลำดับหรือการพับโปรตีน ในทางกลับกัน การคำนวณด้วยควอนตัมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพหรือการจำลอง

ประการสุดท้าย คอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และมีความท้าทายทางเทคนิคมากมายที่ต้องเอาชนะก่อนที่จะนำไปใช้อย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น การประมวลผลทางชีวภาพต้องเผชิญกับความท้าทายในการแก้ไขข้อผิดพลาด การปรับขนาด และความน่าเชื่อถือ การประมวลผลแบบควอนตัมเผชิญกับความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขข้อผิดพลาด ความไม่สัมพันธ์กัน และความสามารถในการปรับขนาด

คอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นสองสาขาที่น่าตื่นเต้นของการคำนวณที่มีศักยภาพในการปฏิวัติวิธีที่เราประมวลผลข้อมูลและแก้ปัญหาที่ซับซ้อน แม้ว่าคอมพิวเตอร์ชีวภาพและคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้หลักการที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันเกี่ยวกับเป้าหมายและการใช้งานที่เป็นไปได้ ในขณะที่แต่ละอุตสาหกรรมมีวิวัฒนาการในทศวรรษหน้า จะมีโอกาสมากมายสำหรับการพูดคุยระหว่างสองอุตสาหกรรมและความร่วมมือที่เป็นไปได้และ ความร่วมมือ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและล้ำสมัย

Kenna Hughes-Castleberry เป็นนักเขียนที่ Inside Quantum Technology และ Science Communicator ที่ JILA (ความร่วมมือระหว่าง University of Colorado Boulder และ NIST) จังหวะการเขียนของเธอมีทั้งเทคโนโลยีเชิงลึก การคำนวณแบบควอนตัม และ AI ผลงานของเธอได้รับการนำเสนอในนิตยสาร Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica และอีกมากมาย

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตไอสตรีม. ข้อมูลอัจฉริยะ Web3 ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• การสร้างอนาคตโดย Adryenn Ashley เข้าถึงได้ที่นี่.
• ซื้อและขายหุ้นในบริษัท PRE-IPO ด้วย PREIPO® เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-biocomputing-vs-quantum-computing/