量子計(jì)算機(jī)的作用

Pietro Faccioli強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們將結(jié)構(gòu)變化預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)問(wèn)題重新設(shè)計(jì)為優(yōu)化問(wèn)題。”菲利普·豪克(Philipp Hauke)補(bǔ)充說(shuō)：“量子計(jì)算機(jī)特別適合解決優(yōu)化問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兝昧艘环N引人入勝的現(xiàn)象，即量子離域化，這種現(xiàn)象僅在微觀世界才能發(fā)現(xiàn)。”

人體就像一個(gè)建筑工地，同時(shí)有成千上萬(wàn)種稱為蛋白質(zhì)的不同分子納米機(jī)器在工作。這些生物分子中的每一個(gè)都是生命有機(jī)體*的氨基酸鏈，它們通常與其他蛋白質(zhì)協(xié)同作用，具有不同的生物學(xué)功能。

近幾十年來(lái)，在使用計(jì)算機(jī)模擬的涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的過(guò)程研究中取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。如今，量子計(jì)算機(jī)是進(jìn)行更精-確和完整觀測(cè)的強(qiáng)大工具，正如特倫托大學(xué)的一組物理學(xué)家進(jìn)行的研究所證明的那樣，該研究發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上，這是著名的物理學(xué)期刊之一，自1958年以來(lái)由美國(guó)物理學(xué)會(huì)出版。

在蛋白質(zhì)形成過(guò)程(折疊過(guò)程)或生物學(xué)功能的執(zhí)行過(guò)程中，蛋白質(zhì)以非常特定的方式改變其形狀。在許多情況下，有可能進(jìn)行提供接近原子分辨率的蛋白質(zhì)圖像的實(shí)驗(yàn)，但前提是蛋白質(zhì)必須具有穩(wěn)定的生物活性形式。與形狀變化相關(guān)的動(dòng)態(tài)過(guò)程在很大程度上仍然未知。了解這些機(jī)制并預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的行為是一個(gè)基本步驟，例如，

“這是我們第-一次證明了量子計(jì)算機(jī)可以用于近乎原子地了解生物分子的功能。”該科學(xué)文章的作者彼得羅·法喬利(Pietro Faccioli)與同事菲利普·豪克(Philipp Hauke)和學(xué)生喬瓦尼·馬蒂奧蒂(Giovanni Mattiotti)共同解釋說(shuō)。特倫托大學(xué)物理系的研究人員使用這種技術(shù)開發(fā)了一種計(jì)算蛋白質(zhì)形狀和軌跡變化的方法。對(duì)分子生物學(xué)，藥理學(xué)和納米技術(shù)有影響的突破。

應(yīng)用領(lǐng)域很多。例如，確定某些蛋白質(zhì)神經(jīng)退行性過(guò)程背后的機(jī)制，可以幫助限制其增殖。了解蛋白質(zhì)如何呈現(xiàn)某種形狀可以為自然界設(shè)計(jì)用于切割，編輯或阻斷受損或有缺陷的基因的納米機(jī)器開辟道路。