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利用量子計算機鑒定單分子示意圖。圖片來源：大阪大學

日本科學家使用量子計算機，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域大顯身手。相關論文刊發(fā)于最新一期《物理化學雜志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)變化就可能導致嚴重的疾病。因此，快速可靠地讀取DNA序列的能力(DNA測序技術)對于一些緊急的護理決策至關重要，也是個性化醫(yī)學和疾病診斷的核心。但即使是最快的DNA測序技術目前也需要數(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，大阪大學科學與工業(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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