ایسپرجیلوسس جینیات میں مستقبل کی تحقیق بڑے کمپیوٹرز کے ساتھ کی جائے گی (اور کی جا رہی ہے) کیونکہ وہ پورے جینوم کا تجزیہ کرتے ہیں اور روبوٹ کی ترتیب کے دوران پیچیدہ جانداروں کے پورے جینوم کو پڑھتے وقت حاصل کی گئی معلومات سے بھاری مقدار میں ڈیٹا تیار کرتے ہیں۔ Aspergillus یا انسان. انسانی جینوم میں تقریباً 3 بلین بنیادی جوڑے کے حروف ہوتے ہیں جو مل کر 20-25,000 جینوں کا ایک پیچیدہ مجموعہ بناتے ہیں۔
ان جینوں میں سے ہر ایک کو جین کے اظہار کی لامحدود صف میں سوئچ یا آف کیا جا سکتا ہے جو نہ صرف ایک جاندار کو بناتا ہے کہ وہ کیا ہے بلکہ انسانی جسم کے بیرونی واقعات جیسے کہ انفیکشن کے ردعمل کو بھی منظم کرتا ہے۔ اس بات کا امکان ہے کہ ان میں سے کچھ جینوں کے اظہار کے طریقے یا ان کے کام کرنے کے طریقے میں غلطیاں اس وجہ سے معاون ہوتی ہیں کہ ہم میں سے کچھ فنگل انفیکشن جیسے کہ ایسپرجیلوسس کا شکار ہوتے ہیں جبکہ ہم میں سے اکثر ایسا نہیں ہوتے ہیں۔
یہ معلوم کرنا کہ جین کی اس بڑی تعداد میں سے کون سا فنگل انفیکشن کی اجازت دینے کے لیے ذمہ دار ہے، واضح طور پر ایک بہت بڑا کام ہے، لیکن یہ اس سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ اگر ہم ایک شخص کے جینوم کو ترتیب دیتے ہیں تو ہمیں صرف اس بارے میں بہت محدود معلومات حاصل ہوں گی کہ ان کے کون سے جین فنگل انفیکشن کے حساسیت والے جین ہیں۔ شاید ایک سے زیادہ جین ملوث ہیں؟ نتیجے کے طور پر، ہمیں ایسے بہت سے لوگوں کے جینومز کو ترتیب دینے کی ضرورت ہے جنہیں ایسپرجیلوسس ہے تاکہ اس میں شامل جینوں کی تعداد کا زیادہ درست تاثر حاصل کیا جا سکے، اور کون سے جین فنگل انفیکشن کی اجازت دینے میں ملوث ہیں۔
ہمیں ان لوگوں کے جینومز کو بھی ترتیب دینا ہوگا جنہیں ایسپرجیلوسس نہیں ہوا ہے تاکہ ہمارے پاس ٹیسٹ کے مضامین کا موازنہ کرنے کے لیے کچھ ہو۔ مجموعی طور پر، ہمیں قابل اعتماد نتائج پر پہنچنے کے لیے درجنوں افراد کو ترتیب دینے کی ضرورت ہوگی۔ اسے حاصل کرنے میں کئی مہینے لگتے ہیں۔
کمپیوٹر پاور
یہاں تک کہ ہمارے ساتھ مانچسٹر یونیورسٹی میں سب سے طاقتور کمپیوٹر یہ اب بھی بہت وقت لگتا ہے. ایڈنبرا جینومک کمپیوٹنگ وسائل کے استعمال میں سرمایہ کاری جدید ترین کمپیوٹر پاور جو اپنے پیشرو سے 5x تیز ہے۔، لیکن یہ کارکردگی میں ڈرامائی قدمی تبدیلی کے بجائے صرف ایک لکیری پیشرفت ہے جس سے جینومکس کے کام کو یکسر تیز کرنے کا امکان ہے۔
مزید برآں، یہ کمپیوٹرز پہلے سے جتنے بھی تیز ہیں، کمپیوٹنگ کی رفتار میں پیش قدمی کی رفتار کو سست کرنے پر مجبور کیا جائے گا کیونکہ موجودہ ٹیکنالوجی جلد ہی اپنی بنیادی حدود کو پہنچ جائے گی - مثال کے طور پر موجودہ کمپیوٹر 'بٹس' کے ساتھ کام کرتے ہیں جو دو ریاستوں کی نمائندگی کرتے ہیں - I اور O so ہمارے پاس بہت زیادہ طاقت ہے لیکن صرف 'ہاں' یا 'نہیں' کے ساتھ کام کرنے کی صلاحیت ہے۔ آنے والے ڈیٹا کے آنے والے بڑے پیمانے پر کارروائی کرنے کے لیے یہ کافی نہیں ہے - ہمیں اس میں ایک مکمل مرحلہ وار تبدیلی کی ضرورت ہے کہ کمپیوٹر کس طرح رفتار میں بنیادی سرعت حاصل کرنے کے لیے کام کرتے ہیں۔
گوگل اور کوانٹم بٹس
گوگل، ایک بہت بڑی کمپنی ہونے کے علاوہ جو آپ کو اور مجھے خدمات فراہم کرتی ہے، ایک کمپیوٹر ریسرچ کمپنی بھی ہے۔ یہ کچھ عرصے سے کمپیوٹر کی رفتار کی اس بنیادی حد پر کام کر رہا ہے اور اس نے ابھی ایک ایسے کمپیوٹر کی کامیاب تعمیر کا اعلان کیا ہے جو 'بٹس' کے بجائے کوانٹم ذرات استعمال کرتا ہے۔ کوانٹم بٹس 'بٹس' کے مقابلے بہت سی مزید حالتوں کے ساتھ کام کر سکتے ہیں لہذا آپ تصور کر سکتے ہیں کہ اس سے چیزوں کی رفتار کیسے بڑھ سکتی ہے۔ 'ہاں' یا 'ناں' کے بجائے، ہر ذرہ 'شاید'، 'ہاں اور نہیں' اور بہت کچھ ذخیرہ کر سکتا ہے - ان نئی ریاستوں میں سے ہر ایک نے ایک ہی انجام کو حاصل کرنے کے لیے بہت سے موجودہ بٹس لیے ہوں گے۔
ہم اس نئے کمپیوٹر کو حل کرنے کے لیے واقعی ایک مشکل مسئلہ ترتیب دے کر اس پیش کش کی رفتار میں بہت زیادہ بہتری کی تعریف کر سکتے ہیں – جسے ہم جانتے ہیں کہ موجودہ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے کمپیوٹر کو ختم ہونے میں کافی وقت لگے گا۔ گوگل کا دعویٰ ہے کہ جب وہ کسی موجودہ کمپیوٹر کو ایک مخصوص ٹیسٹ کا مسئلہ سیٹ کرتے ہیں تو اسے حل کرنے میں 10,000 سال لگ جاتے ہیں – میرا خیال ہے کہ انہوں نے حقیقت میں یہ تجربہ نہیں کیا ہے کہ ریئل ٹائم رن کا استعمال کرتے ہوئے!
کوانٹم کی بالادستی
کوانٹم بٹس استعمال کرنے والے کمپیوٹر کو اسی مسئلے کو حل کرنے میں کتنا وقت لگا؟ یہ واقعی حیرت انگیز ہوگا اگر یہ 100 سالوں میں کر سکتا ہے، ناقابل یقین ہے اگر یہ 10 سالوں میں کر سکتا ہے۔ درحقیقت، گوگل کا دعویٰ ہے کہ اس میں صرف 200 سیکنڈ لگے – واقعی ایسپرجیلوسس جینومکس کے لیے کمپیوٹر کی طاقت میں ایک قدمی تبدیلی۔
اگر ہم مستقبل میں اس قسم کی کمپیوٹر پاور کو جینومکس کے کام کے لیے استعمال کرنے کے قابل ہو جاتے ہیں تو ہمیں ایک سیکنڈ کے مختلف حصوں میں نتائج حاصل ہوں گے، جس سے ایسپرجیلوسس جینومکس پر 1000 کے اوقات میں کام تیز ہو جائے گا، یہ نظریاتی طور پر ممکن ہے کہ ہم مکمل جینوم کی جانچ کر سکتے ہیں۔ مستقبل میں کلینک کا ایک ہی دورہ۔