BlueMeme Inc. et Masao Nagasaki, professeur au Centre pour la promotion de l'éducation et de la recherche interdisciplinaires de l'Université de Kyoto, mènent des recherches conjointes sur la mise en œuvre sociale de "l'analyse informatique du génome avec des ordinateurs quantiques" depuis avril 2022. Les ordinateurs quantiques sont fondamentalement différents des ordinateurs classiques dans leur principe de fonctionnement. La mise en œuvre d'algorithmes utilisant des ordinateurs quantiques devrait permettre de résoudre divers problèmes de société en surmontant les limites de calcul des ordinateurs classiques. Les exemples incluent l'identification des itinéraires de livraison les plus efficaces dans l'industrie de la logistique et la découverte rapide de nouveaux médicaments potentiels dans l'industrie pharmaceutique. L'informatique du génome, quant à elle, est un domaine qui applique les techniques des sciences de l'information pour résoudre les problèmes de la science du génome. Par exemple, dans le cas de la génomique humaine, les informations obtenues à partir d'environ 3 milliards de paires de bases d'ADN sont traitées et analysées sur des ordinateurs (actuellement des ordinateurs classiques) à l'aide de divers algorithmes afin de découvrir des informations qui peuvent conduire à des avancées médicales, comme l'identification des facteurs génétiques des maladies. BlueMeme, en collaboration avec le professeur Masao Nagasaki, vise à trouver de nouvelles perspectives en appliquant l'informatique quantique au domaine de la génomique et en élargissant l'échelle et la vitesse de calcul. Contexte et objectif de la recherche conjointe BlueMeme vise à transformer le développement des systèmes d'entreprise par l'utilisation des dernières technologies, et se concentre sur les "ordinateurs quantiques" comme prochaine génération de puissance de calcul pour les systèmes industriels à l'ère du travail numérique. Le DX d'entreprise est une transformation des affaires utilisant les données et les technologies informatiques. Par conséquent, la qualité et le type de services réalisés grâce à la DX dépendront fortement des capacités des ordinateurs classiques. L'émergence des ordinateurs quantiques devrait donner une forte impulsion au DX dans les entreprises. Cependant, la mise en œuvre sociale actuelle de l'informatique quantique est limitée à quelques domaines seulement, tels que la logistique, la finance et la chimie, et il existe de nombreux domaines potentiels où l'informatique quantique n'a pas encore été mise en œuvre. Étant donné que les ordinateurs quantiques avec "correction d'erreurs" devraient améliorer considérablement les performances des systèmes industriels à l'avenir, BlueMeme estime qu'il est important d'étudier l'utilisation potentielle des ordinateurs quantiques dans des domaines où la recherche sur la mise en œuvre n'a pas encore progressé.
BlueMeme cible l'analyse du génome dans le domaine des sciences de la vie, qui vise à résoudre les problèmes liés aux maladies, à l'alimentation et à l'environnement. Le génome humain consiste en une séquence d'environ 3 milliards de paires de bases, et est sujet à l'analyse computationnelle en raison de sa nature de données numériques. Depuis la révolution des équipements de séquençage dans les années 2000, les données génomiques augmentent rapidement à un rythme dépassant la loi de Moore. On pense donc que de nouvelles technologies telles que les ordinateurs quantiques seront nécessaires en plus des ordinateurs classiques à grande échelle pour résoudre ces défis. Cependant, seules quelques mises en œuvre de tests ont été effectuées à l'aide de l'informatique quantique, en partie parce que les plateformes informatiques quantiques en sont encore à leurs premiers stades de développement. Les performances d'analyse des ordinateurs quantiques devraient s'améliorer considérablement dans un avenir proche. Cela permettra d'acquérir des résultats universitaires innovants dans les domaines de la recherche et de fournir des soins médicaux personnalisés dans la pratique clinique. Dans l'optique d'une telle société future, BlueMeme remplacera activement les tâches de calcul existantes dans les algorithmes d'analyse du génome où les ordinateurs quantiques devraient être utilisés et vérifiera leurs performances. BlueMeme et le professeur Masao Nagasaki collaborent pour explorer comment les ordinateurs quantiques peuvent être appliqués à l'analyse du génome, en s'attaquant à des problèmes spécifiques de l'analyse du génome dans deux tâches de calcul (IA quantique et calculs d'optimisation combinatoire) où les ordinateurs quantiques devraient être particulièrement efficaces. Les technologies d'IA, notamment l'apprentissage automatique et l'apprentissage profond, permettent aux ordinateurs d'extraire automatiquement des modèles à partir de grandes quantités de données, telles que des images et des séquences de caractères. L'IA quantique fait référence aux modèles d'IA construits sur des ordinateurs quantiques, qui ont été précédemment développés sur des ordinateurs classiques, et gagne en attention en tant que domaine de recherche de pointe. L'IA quantique devrait améliorer les performances de prédiction des modèles dans les tâches de classification. L'optimisation combinatoire est un calcul qui "obtient une solution optimale satisfaisant les conditions à partir d'un grand nombre de combinaisons". Par exemple, dans le "problème du voyageur de commerce", le calcul consiste à trouver le chemin le plus court pour qu'un camion retourne à son point de départ après avoir visité des lieux de livraison. S'il est difficile pour les ordinateurs classiques de résoudre un grand nombre de problèmes combinatoires, on s'attend à ce que la nature de "superposition quantique" des ordinateurs quantiques permette de résoudre efficacement de tels calculs.