量子計算機首次識別出單個核苷酸

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科技日報北京8月2日電 (記者劉霞)日本科學(xué)家使用量子計算機,將單磷酸腺苷核苷酸與其他3種核苷酸分子區(qū)分開來,這是量子計算機首次應(yīng)用于單分子測量,證明了其在基因組分析中大有潛力。最新研究有望使超快速基因組分析在藥物發(fā)現(xiàn)、癌癥診斷和傳染病研究等領(lǐng)域大顯身手。相關(guān)論文刊發(fā)于最新一期《物理化學(xué)雜志B》雜志。

在人類基因組的幾十億個核苷酸對中,一個核苷酸出現(xiàn)變化就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。因此,快速可靠地讀取DNA序列的能力(DNA測序技術(shù))對于一些緊急的護理決策至關(guān)重要,也是個性化醫(yī)學(xué)和疾病診斷的核心。但即使是最快的DNA測序技術(shù)目前也需要數(shù)小時或數(shù)天才能讀取完整的序列。

對經(jīng)典計算機來說,基因組分析仍是一大挑戰(zhàn)。因量子計算機存儲信息的單位是量子比特,量子比特具有可同時處于0和1的疊加態(tài)等量子特性,量子計算機的計算速度相比傳統(tǒng)計算機能獲得指數(shù)級提升。

在最新研究中,大阪大學(xué)科學(xué)與工業(yè)研究所團隊使用量子計算機,將單磷酸腺苷核苷酸與其他3種核苷酸分子區(qū)分開來,他們僅從單個分子的測量數(shù)據(jù)中就可檢測出單磷酸腺苷核苷酸,因為其電流/時間輸出不同于其他3個核苷酸。

最新進展可能會改變基因組分析的面貌。

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