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利用量子計(jì)算機(jī)鑒定單分子示意圖。圖片來源：大阪大學(xué)

日本科學(xué)家使用量子計(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)首次應(yīng)用于單分子測(cè)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(gè)核苷酸對(duì)中，一個(gè)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(cè)序技術(shù))對(duì)于一些緊急的護(hù)理決策至關(guān)重要，也是個(gè)性化醫(yī)學(xué)和疾病診斷的核心。但即使是最快的DNA測(cè)序技術(shù)目前也需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天才能讀取完整的序列。

對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)來說，基因組分析仍是一大挑戰(zhàn)。因量子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的單位是量子比特，量子比特具有可同時(shí)處于0和1的疊加態(tài)等量子特性，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)能獲得指數(shù)級(jí)提升。

在最新研究中，大阪大學(xué)科學(xué)與工業(yè)研究所團(tuán)隊(duì)使用量子計(jì)算機(jī)，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(gè)分子的測(cè)量數(shù)據(jù)中就可檢測(cè)出單磷酸腺苷核苷酸，因?yàn)槠潆娏?時(shí)間輸出不同于其他3個(gè)核苷酸。

最新進(jìn)展可能會(huì)改變基因組分析的面貌。

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