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利用量子计算机鉴定单分子示意图。图片来源：大阪大学

科技日报记者 刘霞

日本科学家使用量子计算机，将单磷酸腺苷核苷酸与其他3种核苷酸分子区分开来，这是量子计算机首次应用于单分子测量，证明了其在基因组分析中大有潜力。最新研究有望使超快速基因组分析在药物发现、癌症诊断和传染病研究等领域大显身手。相关论文刊发于最新一期《物理化学杂志B》杂志。

在人类基因组的几十亿个核苷酸对中，一个核苷酸出现变化就可能导致严重的疾病。因此，快速可靠地读取DNA序列的能力（DNA测序技术）对于一些紧急的护理决策至关重要，也是个性化医学和疾病诊断的核心。但即使是最快的DNA测序技术目前也需要数小时或数天才能读取完整的序列。

对经典计算机来说，基因组分析仍是一大挑战。因量子计算机存储信息的单位是量子比特，量子比特具有可同时处于0和1的叠加态等量子特性，量子计算机的计算速度相比传统计算机能获得指数级提升。

在最新研究中，大阪大学科学与工业研究所团队使用量子计算机，将单磷酸腺苷核苷酸与其他3种核苷酸分子区分开来，他们仅从单个分子的测量数据中就可检测出单磷酸腺苷核苷酸，因为其电流/时间输出不同于其他3个核苷酸。

最新进展可能会改变基因组分析的面貌。