एस्परगिलोसिस जेनेटिक्स में भविष्य के शोध विशाल कंप्यूटरों के साथ किए जाएंगे (और किया जा रहा है) क्योंकि वे पूरे जीनोम का विश्लेषण करते हैं और जटिल जीवित जीवों के पूरे जीनोम को पढ़ने वाले रोबोटों को अनुक्रमित करते समय एकत्रित जानकारी से भारी मात्रा में डेटा उत्पन्न करते हैं - एसपरजिलस या मानव। मानव जीनोम में लगभग 3 बिलियन बेस पेयर अक्षर होते हैं जो एक साथ 20-25,000 जीनों का एक जटिल संग्रह बनाते हैं।
इनमें से प्रत्येक जीन को जीन अभिव्यक्ति की एक अनंत सरणी में चालू या बंद किया जा सकता है जो न केवल एक जीव को वह बनाता है बल्कि संक्रमण जैसी बाहरी घटनाओं के लिए मानव शरीर की प्रतिक्रिया को भी नियंत्रित करता है। यह संभावना है कि इन जीनों में से कुछ को कैसे व्यक्त किया जाता है या वे कैसे कार्य करते हैं, इस कारण से हम में से कुछ एस्परगिलोसिस जैसे फंगल संक्रमण की चपेट में हैं, जबकि हम में से अधिकांश नहीं हैं।
यह पता लगाना कि कवक संक्रमण की अनुमति देने के लिए इतनी बड़ी संख्या में कौन सा जीन जिम्मेदार है, स्पष्ट रूप से एक बड़ा काम है, लेकिन यह उससे कहीं अधिक जटिल है। यदि हम एक व्यक्ति के जीनोम को अनुक्रमित करें तो हमें केवल इस बारे में बहुत सीमित जानकारी प्राप्त होगी कि उनके कौन से जीन फंगल संक्रमण की संवेदनशीलता वाले जीन हैं। शायद इसमें एक से अधिक जीन शामिल हैं? एक परिणाम के रूप में, हमें कई और लोगों के जीनोम को अनुक्रमित करने की आवश्यकता है, जिन्हें एस्परगिलोसिस है, ताकि शामिल जीनों की संख्या का अधिक सटीक प्रभाव प्राप्त हो सके, और कौन से जीन एक फंगल संक्रमण की अनुमति देने में शामिल हैं।
हमें उन लोगों के जीनोम को भी अनुक्रमित करना होगा जिन्हें एस्परगिलोसिस नहीं हुआ है ताकि हमारे पास परीक्षण विषयों की तुलना करने के लिए कुछ हो। कुल मिलाकर, हमें विश्वसनीय निष्कर्ष पर पहुंचने के लिए दर्जनों व्यक्तियों को अनुक्रमित करने की आवश्यकता होगी। इसे हासिल करने में कई महीने लग जाते हैं।
कंप्यूटर शक्ति
हमारे के साथ भी मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में सबसे शक्तिशाली कंप्यूटर इसमें अभी भी बहुत समय लगता है। एडिनबर्ग जीनोमिक कंप्यूटिंग संसाधनों में निवेश का उपयोग करता है अत्याधुनिक कंप्यूटर शक्ति जो अपने पूर्ववर्ती की तुलना में 5 x तेज है, लेकिन यह जीनोमिक्स के काम को मौलिक रूप से तेज करने की संभावना के प्रदर्शन में नाटकीय कदम-परिवर्तन के बजाय सिर्फ एक रैखिक प्रगति है।
इसके अतिरिक्त, हालांकि ये कंप्यूटर पहले से ही तेज़ हैं, कंप्यूटिंग गति में अग्रिम की दर को धीमा करने के लिए मजबूर किया जाएगा क्योंकि वर्तमान तकनीक जल्द ही अपनी मूलभूत सीमाओं तक पहुंच जाएगी - उदाहरण के लिए वर्तमान कंप्यूटर 'बिट्स' के साथ काम करते हैं जो दो राज्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं - I और O तो हमारे पास बहुत सारी शक्ति है लेकिन केवल 'हां' या 'नहीं' के साथ काम करने की क्षमता है। आने वाले डेटा के आगामी द्रव्यमान को संसाधित करने के लिए यह पर्याप्त नहीं है - हमें गति में मौलिक त्वरण प्राप्त करने के लिए कंप्यूटर कैसे काम करते हैं, इसमें एक पूर्ण चरण-परिवर्तन की आवश्यकता है।
गूगल और क्वांटम बिट्स
Google, आपको और मुझे सेवाएं प्रदान करने वाली एक बड़ी कंपनी होने के अलावा, एक कंप्यूटर अनुसंधान कंपनी भी है। यह कुछ समय से कंप्यूटर की गति की इस मूलभूत सीमा पर काम कर रहा है और अभी-अभी एक ऐसे कंप्यूटर के सफल निर्माण की घोषणा की है जो 'बिट्स' के बजाय क्वांटम कणों का उपयोग करता है। क्वांटम बिट्स 'बिट्स' की तुलना में कई और राज्यों के साथ काम कर सकते हैं ताकि आप कल्पना कर सकें कि इससे चीजों को कैसे गति मिल सकती है। 'हां' या 'नहीं' के बजाय, प्रत्येक कण 'शायद', 'हां और नहीं' और भी बहुत कुछ संग्रहीत कर सकता है - इन नए राज्यों में से प्रत्येक ने एक ही अंत को प्राप्त करने के लिए कई वर्तमान बिट्स लिए होंगे।
हम इस नए कंप्यूटर को हल करने के लिए वास्तव में एक कठिन समस्या स्थापित करके गति में भारी सुधार की सराहना कर सकते हैं - जिसे हम जानते हैं कि वर्तमान तकनीक का उपयोग करने वाले कंप्यूटर को समाप्त होने में लंबा समय लगेगा। Google का दावा है कि जब वे एक मौजूदा कंप्यूटर को एक विशेष परीक्षण समस्या सेट करते हैं तो इसे हल करने में 10,000 साल लगेंगे - मुझे लगता है कि उन्होंने रीयलटाइम रन का उपयोग करके वास्तव में परीक्षण नहीं किया है!
क्वांटम वर्चस्व
क्वांटम बिट्स का उपयोग करने वाले कंप्यूटर को उसी समस्या को हल करने में कितना समय लगा? यह वास्तव में आश्चर्यजनक होगा यदि यह इसे 100 वर्षों में कर सकता है, अविश्वसनीय यदि यह इसे 10 वर्षों में कर सकता है। वास्तव में, Google का दावा है कि इसमें केवल 200 सेकंड लगे - वास्तव में एस्परगिलोसिस जीनोमिक्स के लिए कंप्यूटर की शक्ति में एक कदम-परिवर्तन।
यदि हम भविष्य में जीनोमिक्स के काम के लिए उस तरह की कंप्यूटर शक्ति का उपयोग करने में सक्षम हैं, तो हमारे पास एक सेकंड के अंशों में परिणाम होगा, एस्परगिलोसिस जीनोमिक्स पर 1000 बार काम तेज करना, सैद्धांतिक रूप से संभव है कि हम एक में पूर्ण जीनोम जांच कर सकें। भविष्य में क्लिनिक का एकल दौरा।