NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN LƯỢNG TỬ GROVER TRONG GIẢI TRÌNH TỰ DNA

Tóm tắt

Để tìm kiếm trên một cơ sở dữ liệu phi cấu trúc gồm N phần tử, thuật toán lượng tử Grover có độ phức tạp về thời gian O(√N) và sử dụng O(log N) không gian lưu trữ nhờ ứng dụng của các tính chất cơ học lượng tử. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu thuật toán lượng tử Grover và làm rõ tính ưu việt của thuật toán bằng cách phân tích các “hành xử” của tính chất cơ học lượng tử (như chồng chất, vướng víu,...) trong từng bước của thuật toán. Đồng thời, chúng tôi tính toán và triển khai trên máy tính lượng tử IBM thông qua nền tảng Qiskit trong bài toán giải trình tự DNA với chuỗi có độ dài N = 8. Kết quả cho thấy thuật toán lượng tử Grover có khả năng tìm kiếm ưu việt hơn các thuật toán hiện có khi máy tính lượng tử có số qubit đủ dùng, điều này giúp giảm thời gian và nguồn lực cần thiết để xác định chuỗi gen và đồng thời cung cấp phương pháp hiệu quả hơn cho nghiên cứu sinh học phân tử.