論文の概要: Quantum DNA Sequencing using Gaussian Amplitude Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20466v1
- Date: Tue, 31 Oct 2023 13:58:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 14:55:27.528334
- Title: Quantum DNA Sequencing using Gaussian Amplitude Amplification
- Title（参考訳）: ガウス振幅増幅を用いた量子DNAシークエンシング
- Authors: Richard Marin and Carlos Baldo III
- Abstract要約: ガウス振幅増幅法(Gaussian Amplitude Amplification:GAA)と呼ばれる量子パスフィニングアルゴリズムを用いてDNAシークエンシング問題を解く方法について検討する。
その結果, l = 2 と |S| = 4 のスペクトルサイズの場合, 最適解を求める確率は約 70.92% であった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this study, we explore how quantum pathfinding algorithm called Gaussian
Amplitude Amplification (GAA) can be used to solve the DNA sequencing problem.
To do this, sequencing by hybridization was assumed wherein short fragments of
the nucleic acids called oligonucleotides of length l were gathered and were
then assembled. The process of reassembling the sequence was then abstracted
into a graph problem of finding the Hamiltonian path with the least cost. The
constructed directed graph was then converted into sequential bipartite graphs
in order to use GAA. The results of our simulation revealed that for the case
where l = 2 and spectrum size of |S| = 4, the probability of finding the
optimal solution (with the least cost) is approximately 70.92% - a significant
improvement compared to 4.17% when the path is chosen randomly. While this
study only focused on the ideal scenario where there are no errors in the
spectrum, the outcomes presented here demonstrate the plausibility of using GAA
as a genome sequencing method.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,GAA(Gaussian Amplitude Amplification)と呼ばれる量子パスフィニングアルゴリズムを用いてDNAシークエンシングの問題を解く方法について検討する。
そのため、l鎖長のオリゴヌクレオチドと呼ばれる核酸の短い断片を収集して組み立てたハイブリダイゼーションによるシークエンシングが想定された。
シークエンスを再組み立てするプロセスは、最小コストでハミルトニアン経路を見つけるグラフ問題へと抽象化された。
構築された有向グラフは、GAAを使用するために、逐次二部グラフに変換された。
シミュレーションの結果, l = 2 と |s| = 4 のスペクトルサイズの場合, 最適解を求める確率(最小コスト)はおよそ 70.92% であり, 経路がランダムに選択された場合の 4.17% に比べ有意に向上した。
本研究は, スペクトルに誤差がない理想的なシナリオにのみ焦点をあてるが, 本研究の結果はGAAをゲノムシーケンシング法として用いる可能性を示している。
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