¿Computación cuántica basada en el ADN?

Utilizando simulaciones de dinámica molecular, cálculos de química cuántica y análisis teóricos, unos científicos han averiguado cómo los patrones de orientación del gradiente de campo eléctrico varían con la ubicación de los átomos y las bases del ADN, codificando información genética y estructural en la dirección de los espines nucleares del nitrógeno. Esto permitiría una intervención artificial para manipular el ADN y emplearlo para computación cuántica.

El estudio lo han llevado a cabo Yu Zheng y Quansheng Ren, ambos de la Universidad de Pekín en China.

En la investigación, Zheng y Ren descubrieron los patrones de las direcciones de los ejes principales del gradiente del campo eléctrico en las ubicaciones de los átomos de nitrógeno en las moléculas de ADN, demostrando que estas direcciones están estrechamente asociadas con los tipos de bases y con la estructura tridimensional del ADN.

Así pues, estos patrones de espín nuclear del nitrógeno codifican la información de la secuencia de bases de las moléculas de ADN y de la estructura tridimensional.

Por lo tanto, mediante el control de la secuencia de bases en el ADN, se podrían emplear en el futuro como mecanismo de almacenamiento en un dispositivo de computación cuántica basado en el ADN.

Dicho dispositivo también necesitaría un mecanismo de computación.

Las flechas rojas indican los ejes de espín nuclear en las posiciones de los átomos de nitrógeno (en tríos, conformando moléculas de trinitrógeno) en las bases de guanina (G). Debido a la estructura helicoidal del ADN, existe una desviación angular en la orientación de las bases adyacentes, lo que da lugar a la correspondiente desviación angular en los ejes. (Imagen: Yu Zheng / Quansheng Ren. CC BY)

Este enfoque abre la posibilidad de la computación cuántica mediante el ADN.

El estudio se titula “Encoding Genetic and Structural Information in DNA Using Electric Field Gradients and Nuclear Spins”. Y se ha publicado en la revista académica Intelligent Computing. (Fuente: NCYT de Amazings)