論文の概要: A universal programmable Gaussian Boson Sampler for drug discovery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14877v3
- Date: Thu, 7 Mar 2024 06:26:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-08 18:34:56.691061
- 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,汎用性,プログラム性,ソフトウェアスケーリング性を備えたGBSフォトニック量子プロセッサを,時間ビン符号化で構築する。
我々のプロセッサは、自由に調整可能なスクイーズパラメータを備えており、プログラム可能な干渉計で任意のユニタリ演算を実装できる。
このプロセッサは、分子ドッキングとRNAの折りたたみ予測という、2つの異なる薬物発見方法を実行するのに成功している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.583183748697948
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gaussian Boson Sampling (GBS) exhibits a unique ability to solve graph
problems, such as finding cliques in complex graphs. It is noteworthy that many
drug discovery tasks can be viewed as the clique-finding process, making them
potentially suitable for quantum computation. However, to perform these tasks
in their quantum-enhanced form, a large-scale quantum hardware with universal
programmability is essential, which is yet to be achieved even with the most
advanced GBS devices. Here, we construct a time-bin encoded GBS photonic
quantum processor that is universal, programmable, and software-scalable. Our
processor features freely adjustable squeezing parameters and can implement
arbitrary unitary operations with a programmable interferometer. Using our
processor, we have demonstrated the clique-finding task in a 32-node graph,
where we found the maximum weighted clique with approximately twice the
probability of success compared to classical sampling. Furthermore, a
multifunctional quantum pharmaceutical platform is developed. This GBS
processor is successfully used to execute two different drug discovery methods,
namely molecular docking and RNA folding prediction. Our work 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）: gaussian boson sampling (gbs) は、複雑なグラフでクランクを見つけるなど、グラフ問題を解決するユニークな能力を示している。
注目に値するのは、多くの薬物発見タスクがclique-findingプロセスと見なされ、量子計算に適していることである。
しかし、これらのタスクを量子エンハンス方式で実行するには、ユニバーサルプログラム可能な大規模量子ハードウェアが不可欠であり、最も先進的なgbsデバイスでも実現されていない。
そこで我々は,汎用性,プログラム性,ソフトウェアスケーリング性を備えたGBSフォトニック量子プロセッサを構築した。
プロセッサは自由に調整可能なスクイーズパラメータを備え、プログラム可能な干渉計を用いて任意のユニタリ操作を実装できる。
プロセッサを用いて,32ノードグラフでクランク探索タスクを実演し,最大重み付けクランクを,従来のサンプリングに比べて約2倍の成功確率で検出した。
さらに,多機能な量子医薬プラットフォームを開発した。
このGBSプロセッサは、分子ドッキングとRNAの折りたたみ予測という、2つの異なる薬物発見方法の実行に成功している。
本研究はgbs回路における最先端技術を実現し,実世界のアプリケーションに向けてgbsを前進させる,普遍的かつプログラマブルなアーキテクチャを実現している。
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