論文の概要: A universal programmable Gaussian Boson Sampler for drug discovery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14877v1
- Date: Wed, 26 Oct 2022 17:30:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 13:04:14.598310
- Title: A universal programmable Gaussian Boson Sampler for drug discovery
- Title（参考訳）: 薬物発見のための普遍的プログラム型ガウス型ボソンサンプラー
- Authors: Shang Yu, Zhi-Peng Zhong, Yuhua Fang, Raj B. Patel, Qing-Peng Li, Wei
Liu, Zhenghao Li, Liang Xu, Steven Sagona-Stophel, Ewan Mer, Sarah E. Thomas,
Yu Meng, Zhi-Peng Li, Yuan-Ze Yang, Zhao-An Wang, Nai-Jie Guo, Wen-Hao Zhang,
Geoffrey K Tranmer, Ying Dong, Yi-Tao Wang, Jian-Shun Tang, Chuan-Feng Li,
Ian A. Walmsley, and Guang-Can Guo
- Abstract要約: 我々はGBSフォトニック量子プロセッサを、普遍的でプログラム可能でソフトウェアでスケール可能なタイムビンエンコードで構築する。
分子ドッキングプラットフォームの量子バージョンが構築されている。
我々のプロセッサは、その特異な普遍的でプログラム可能なアーキテクチャで、GBS回路の最先端を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.410853174573726
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gaussian Boson Sampling (GBS) shows a particular capability to help solve
problems in graph theory, such as finding cliques in a complicated graph.
Interestingly, molecular docking -- a structural-based drug design method --
can be interpreted as such a maximum weighted clique-finding process, and thus
is able to be improved with GBS. To perform this quantum molecular docking
task, universal programmability of a large-scale quantum hardware is the
crucial requirement, which has yet to be realized even with the most advanced
GBS devices. Here, we build a universal, programmable and software-scalable
time-bin encoded GBS photonic quantum processor, with freely adjustable
squeezing parameters and implement an arbitrary unitary operation with an
interferometer. With our processor, the clique-finding task in a 32-node graph
is demonstrated, and the maximum weighted clique is found with around twice the
probability of success compared with classical sampling. Furthermore, a quantum
version of a molecular docking platform is built. Two different target
proteins, which are promising to be used clinically to treat cancers, central
nervous system disorders (e.g., Alzheimer's disease), or inflammatory diseases
(e.g., ischaemia), are successfully demonstrated to be docked with their
corresponding molecules. Our processor achieves the state-of-the-art in GBS
circuitry with its distinctive universal and programmable architecture which
advances GBS towards real-world applications.
- Abstract（参考訳）: ガウスボソンサンプリング(英語版) (GBS) は、複雑なグラフの傾きを見つけるなど、グラフ理論の問題を解くのに役立つ特別な能力を示している。
興味深いことに、分子ドッキング(構造に基づく薬物設計法)は、そのような最大重み付けの斜めフィニングプロセスとして解釈することができ、GBSで改善することができる。
この量子分子ドッキングタスクを実行するために、大規模量子ハードウェアの普遍的なプログラム性が重要な要件であり、最も先進的なgbsデバイスでも実現されていない。
ここでは,プログラム可能かつソフトウェアでスケール可能なGBSフォトニック量子プロセッサを構築し,パラメータを自由に調整可能とし,干渉計による任意のユニタリ演算を実装した。
このプロセッサでは,32ノードグラフのクレーク探索タスクが実証され,最大重み付けクレークが,従来のサンプリングに比べて約2倍の成功確率で検出される。
さらに、分子ドッキングプラットフォームの量子バージョンが構築されている。
がん、中枢神経系疾患(アルツハイマー病など)、炎症性疾患(虚血など)を治療するために臨床で使用されることを約束している2つの異なる標的タンパク質は、その対応する分子とドッキングすることが成功している。
当社のプロセッサは,実世界のアプリケーションに向けてgbsを前進させるユニークな普遍的かつプログラマブルなアーキテクチャにより,gbs回路の最先端を実現する。
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