| 研究概要 |
本年度は,DNAコンピューティングにおける実験プロセスにおいて,膨大な解候補を生成するプロセスであるハイブリダイゼーションプロセスに着目した.ハイブリダイゼーションプロセスは,高温で一本鎖になったDNAが温度の低下とともに徐々に二本鎖を形成していく過程であり,その反応は,一般にDNAの塩基配列や温度,反応時間,酵素の種類や量といった様々な要因によって変化することが知られている.本年度は,DNAコンピューティングにおいて重要な役割を果たしているハイブリダイゼーションプロセスに関してシミュレータを開発し,コンピューティングによって生成される解候補の予測を可能とした.初期DNA濃度と上述した反応系の要因パラメータを入力とすることで,ハイブリダイゼーションプロセス後のDNA種,及び,その濃度を出力することが可能である.開発したシミュレーションモデルの有効性を検証するため,4頂点ハミルトン経路問題に対して実際に化学実験を行って比較を行った.開発シミュレータと化学実験の結果の類似性より,シミュレータの有効性を示した.
また,初期DNA濃度を変化させることで生成DNA濃度が変化することを利用した新しい濃度制御の手法を提案した.濃度制御に基づくDNAコンピューティングによって最適化問題の一つである最短経路問題を解くことに成功した.提案した濃度制御手法は,最短経路問題における辺のコストを初期DNA濃度としてコーディングすることでこれまで扱うことのできなかった数値データを扱うことを可能とした.シミュレータ,及び,化学実験によって濃度制御方式の有効性を検証した.
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