郑达学者解决了“DNA模型测试”问题

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最近，郑州大学信息工程学院的朱副教授和周庆雷教授开发了一种新的计算方法，利用DNA分子来解决著名的模型检测问题。从2016年到2018年，这一系列的研究结果发表在《中国计算机杂志》、《电子杂志》和《国际生物医学研究》等杂志上。

与电子计算机相比，DNA计算机在存储、计算、效率等诸多方面具有超乎想象的巨大潜力，对未来基于“大数据”的国家安全和经济社会发展具有重要的战略意义。因此，DNA计算机的发展已经成为各国竞争的科技制高点。

计算机和其他计算工具的主要区别之一是它们的多功能性。然而，衡量计算机通用性的一个重要标准是它是否能解决“复杂的计算问题”。广义地说，复杂计算问题是一组抽象的计算问题，每一个都对应于千千现实世界中的一百万个具体的计算问题。正是因为计算机能够解决复杂的计算问题(抽象计算问题集)，所以它们在现实世界中有着无尽的应用。

模型检测是重要的抽象计算问题之一。对于传统的电子计算机，解决模型检测是容易的。然而，就DNA计算机而言，尽管图灵奖(最高国际计算机奖，通常被称为诺贝尔计算机奖)的获得者艾默生教授早在2006年就提出了“DNA模型检测”的问题，但十年后，世界上的关键技术仍没有突破。这直接导致了现实世界中大量的特定应用，而这些应用目前还不能被DNA计算机处理。

郑州大学计算理论与先进计算技术研究室、郑州大学食管癌防治系联合组建的国家重点实验室(筹)、郑州大学基础医学院、印第安纳州普渡大学生物信息系、河南智慧城市规划与建设专业委员会的多名研究员，在朱副教授和周庆雷教授的带领下，组成了一个多国、跨学科、校企联合的研究团队。经过多年的艰苦研究，已经发现可以利用DNA分子之间的特异性杂交来实现DNA模型检测。

首先，研究小组为DNA分子设计合适的代码，并使用DNA代码来表达抽象计算问题的输入数据。然后，在一定的生化条件下，根据一定的逻辑流程，选择不同的DNA分子进行退火杂交。由此产生的分子携带着DNA编码信息，是抽象计算问题的正解。研究小组进行的大量长期实验最终证明了该方法的有效性。

“干得好！”DNA计算领域的国际领军人物徐进教授对这项研究发表了评论。顶级信息科学学术期刊《电子期刊》的匿名评论者评论道:“这是对DNA计算的新贡献！”

新方法的应用前景不仅局限于“DNA计算”这一新概念计算机领域，还可以应用于重大基因疾病的研究。“我们目前正致力于探索新方法在分子诊断和极早期癌症基因修复中的应用，”联合研究小组基础医学合作伙伴负责人、郑州大学食管癌防治系联合建立的国家重点实验室(即将成立)副主任冯昌伟教授表示。美国印第安纳州普渡大学的联合研究小组组长h. wu博士说:"这项研究预计将对提高癌症患者的存活率产生重大影响。"“我们的特别委员会参与了这项工作的整个过程。河南智慧城市规划建设委员会秘书长周帅一对记者说:“一旦时机成熟，我们将首先把实验室的相关成果应用到智慧医疗行业，让更多的人受益。”。

来源：BBC新闻网