論文の概要: Quantum Computing for Molecular Biology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12220v1
- Date: Fri, 23 Dec 2022 09:23:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 07:16:37.138766
- Title: Quantum Computing for Molecular Biology
- Title(参考訳): 分子生物学のための量子コンピューティング
- Authors: Alberto Baiardi, Matthias Christandl, and Markus Reiher
- Abstract要約: 量子計算が分子生物学の量子基礎の実用性をいかに前進させるかについて論じる。
生体分子の電子構造における典型的な量子力学的問題について議論する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.1839191255085995
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Molecular biology and biochemistry interpret microscopic processes in the
living world in terms of molecular structures and their interactions, which are
quantum mechanical by their very nature. Whereas the theoretical foundations of
these interactions are very well established, the computational solution of the
relevant quantum mechanical equations is very hard. However, much of molecular
function in biology can be understood in terms of classical mechanics, where
the interactions of electrons and nuclei have been mapped onto effective
classical surrogate potentials that model the interaction of atoms or even
larger entities. The simple mathematical structure of these potentials offers
huge computational advantages; however, this comes at the cost that all quantum
correlations and the rigorous many-particle nature of the interactions are
omitted. In this work, we discuss how quantum computation may advance the
practical usefulness of the quantum foundations of molecular biology by
offering computational advantages for simulations of biomolecules. We not only
discuss typical quantum mechanical problems of the electronic structure of
biomolecules in this context, but also consider the dominating classical
problems (such as protein folding and drug design) as well as data-driven
approaches of bioinformatics and the degree to which they might become amenable
to quantum simulation and quantum computation.
- Abstract(参考訳): 分子生物学と生化学は、その性質上量子力学である分子構造とその相互作用の観点から、生体の微視的過程を解釈する。
これらの相互作用の理論的基礎は非常に確立されているが、関連する量子力学方程式の計算解は非常に難しい。
しかし、生物学における分子機能の多くは、電子と核の相互作用が原子の相互作用をモデル化する効果的な古典的な代理ポテンシャルにマッピングされた古典力学で理解することができる。
これらのポテンシャルの単純な数学的構造は計算上の大きな利点をもたらすが、これは全ての量子相関と相互作用の厳密な多粒子の性質が省略されるコストが伴う。
本研究では,分子生物学の量子基盤の実用的有用性を量子計算がいかに前進するかを,生体分子のシミュレーションに計算の利点を提供することによって議論する。
この文脈で生体分子の電子構造に関する典型的な量子力学的問題を論じるだけでなく、古典的な問題(タンパク質の折り畳みや薬物設計など)や、バイオインフォマティクスのデータ駆動的アプローチや、それらが量子シミュレーションや量子計算に許容される程度についても考察する。
関連論文リスト
- Proof-of-concept Quantum Simulator based on Molecular Spin Qudits [39.28601213393797]
分子キューディットと高周波ブロードバンド分光計のアンサンブルに基づく最初の量子シミュレータについて述べる。
結果は、量子技術における分子スピン四重項の実際の利用に向けた重要なステップである。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-11T16:33:02Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-29T18:00:01Z) - Modeling Non-Covalent Interatomic Interactions on a Photonic Quantum
Computer [50.24983453990065]
我々は、cQDOモデルがフォトニック量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に役立っていることを示す。
我々は、XanaduのStrawberry Fieldsフォトニクスライブラリを利用して、二原子系の結合エネルギー曲線を計算する。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定な結合を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-14T14:44:12Z) - A Quantum-Classical Model of Brain Dynamics [62.997667081978825]
混合ワイル記号は、脳の過程を顕微鏡レベルで記述するために用いられる。
プロセスに関与する電磁場とフォノンモードは古典的または半古典的に扱われる。
ゼロ点量子効果は、各フィールドモードの温度を制御することで数値シミュレーションに組み込むことができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-17T15:16:21Z) - A modular quantum-classical framework for simulating chemical reaction
pathways accurately [0.0]
化学反応経路を正確にシミュレートするモジュラー量子古典ハイブリッドフレームワークを提案する。
我々は、小さな有機分子の異性化経路を正確に追跡することで、我々の枠組みを実証する。
この枠組みは、薬品や化学産業の他の「活性」分子の研究に容易に応用できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-10-17T10:41:53Z) - Accurate Machine Learned Quantum-Mechanical Force Fields for
Biomolecular Simulations [51.68332623405432]
分子動力学(MD)シミュレーションは、化学的および生物学的プロセスに関する原子論的な洞察を可能にする。
近年,MDシミュレーションの代替手段として機械学習力場(MLFF)が出現している。
本研究は、大規模分子シミュレーションのための正確なMLFFを構築するための一般的なアプローチを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-17T13:08:28Z) - Coarse grained intermolecular interactions on quantum processors [0.0]
我々は、弱い相互作用する分子の基底状態を決定するのに理想的な電子応答の粗い粒度の表現を開発する。
本手法はIBM超伝導量子プロセッサ上で実証する。
我々は、現在の世代の量子ハードウェアは、弱い拘束力を持つが、それでも化学的にユビキタスで生物学的に重要な体制でエネルギーを探索することができると結論付けている。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-03T09:56:47Z) - A perspective on scaling up quantum computation with molecular spins [0.0]
化学設計により、各分子単位に非自明な量子関数を埋め込むことができる。
我々は、オンチップ超伝導共振器との結合により、この目標を達成する方法について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-03T07:11:36Z) - Mapping quantum chemical dynamics problems onto spin-lattice simulators [0.5249805590164901]
我々はこれらを量子スピン格子シミュレータにマッピングすることで量子化学核力学の解法を可能にするフレームワークを提供する。
我々のアプローチは、量子核力学の研究に使用される方法のパラダイムシフトを表している。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-12T17:32:52Z) - Prospects of Quantum Computing for Molecular Sciences [3.203102206226439]
分子科学は電子の動力学、原子核、および電磁場との相互作用によって支配される。
これらのプロセスに関する信頼性の高い物理化学的理解は、化学物質や経済的価値の材料の設計と合成に不可欠である。
我々は、分子科学における関連する問題を解決するための量子コンピューティングの可能性に焦点を当てる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-19T18:30:10Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-21T22:18:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。