Pesquisas futuras em genética da aspergilose serão (e estão sendo) feitas com enormes computadores, pois analisam genomas inteiros e geram enormes quantidades de dados a partir das informações coletadas quando robôs de sequenciamento lêem genomas inteiros de organismos vivos complexos – Aspergillus ou humano. O genoma humano contém cerca de 3 bilhões de letras de pares de bases que juntas formam uma coleção complexa de 20 a 25,000 genes.
Cada um desses genes pode ser ativado ou desativado em uma série infinita de expressão gênica que não apenas torna um organismo o que é, mas também regula a resposta de um corpo humano a eventos externos, como infecções. É provável que erros em como alguns desses genes são expressos ou como eles funcionam contribuam para a razão pela qual alguns de nós são vulneráveis a infecções fúngicas, como a aspergilose, enquanto a maioria de nós não é.
Descobrir qual desse grande número de genes é responsável por permitir a infecção fúngica é claramente uma tarefa enorme, mas é mais complicado do que isso. Se fôssemos sequenciar o genoma de uma pessoa, obteríamos apenas informações muito limitadas sobre quais de seus genes são genes de suscetibilidade a infecções fúngicas. Talvez haja mais de um gene envolvido? Como consequência, precisamos sequenciar os genomas de muito mais pessoas que têm aspergilose para obter uma impressão mais precisa do número de genes envolvidos e quais genes estão envolvidos em permitir uma infecção fúngica.
Também temos que sequenciar os genomas de pessoas que não têm aspergilose para que tenhamos algo para comparar com as cobaias. Em suma, precisaremos sequenciar dezenas de indivíduos para chegar a conclusões confiáveis. Isso leva muitos meses para ser alcançado.
Poder do computador
Mesmo com o nosso computadores mais poderosos da Universidade de Manchester isso ainda leva muito tempo. O investimento em recursos de computação genômica de Edimburgo usa potência do computador de última geração que é 5x mais rápido que seu antecessor, mas esta é apenas uma progressão linear em vez de uma mudança dramática no desempenho que provavelmente acelerará radicalmente o trabalho de genômica.
Além disso, por mais rápidos que esses computadores já sejam, a taxa de avanço na velocidade de computação será forçada a desacelerar, pois a tecnologia atual logo atingirá seus limites fundamentais - por exemplo, os computadores atuais trabalham com 'bits' que representam dois estados - I e O, então temos muito e muito poder, mas apenas a capacidade de trabalhar com 'sim' ou 'não'. Isso não é suficiente para processar a próxima massa de dados recebidos – precisamos de uma mudança completa na forma como os computadores funcionam para alcançar acelerações fundamentais na velocidade.
Google e bits quânticos
O Google, além de ser uma grande empresa que prestava serviços para você e para mim, também é uma empresa de pesquisa de computadores. Ele vem trabalhando nesse limite fundamental para a velocidade do computador há algum tempo e acaba de anunciar a construção bem-sucedida de um computador que usa partículas quânticas em vez de 'bits'. Bits quânticos podem funcionar com muito mais estados em comparação com 'bits', então você pode imaginar como isso pode acelerar um pouco as coisas. Em vez de 'sim' ou 'não', cada partícula também pode armazenar 'talvez', 'sim e não' e muito mais – cada um desses novos estados precisaria de muitos bits atuais para atingir o mesmo fim.
Só podemos realmente apreciar a enorme melhoria na velocidade que isso oferece ao definir este novo computador como um problema realmente difícil de resolver - um que sabemos que levará muito tempo para um computador usando a tecnologia atual. O Google afirma que, quando eles definem um problema de teste específico para um computador atual, levaria 10,000 anos para resolvê-lo - presumo que eles não testaram isso usando uma execução em tempo real!
Supremacia quântica
Quanto tempo o computador usando bits quânticos levou para resolver o mesmo problema? Seria realmente incrível se pudesse fazê-lo em 100 anos, incrível se pudesse fazê-lo em 10 anos. Na verdade, o Google afirma que levou apenas 200 segundos – realmente uma mudança radical no poder do computador para a genômica da aspergilose.
Se formos capazes de usar esse tipo de poder computacional para trabalho de genômica no futuro, teríamos resultados em frações de segundo, acelerando o trabalho em genômica da aspergilose milhares de vezes, tornando teoricamente possível que pudéssemos fazer verificações completas do genoma em um única visita à clínica no futuro.