論文の概要: RotorMap and Quantum Fingerprints of DNA Sequences via Rotary Position Embeddings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.22245v2
• Date: Wed, 01 Apr 2026 10:01:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-02 16:44:31.564167
• Title: RotorMap and Quantum Fingerprints of DNA Sequences via Rotary Position Embeddings
• Title（参考訳）: ロータリー位置埋め込みによるDNA配列のロータマップと量子フィンガープリント
• Authors: Danylo Yakymenko, Maksym Chernyshev, Illia Savchenko, Sergii Strelchuk,
• Abstract要約: DNA配列などの小さなアルファベットからの文字列を量子符号化する。 これは、レヴェンシュテイン編集距離とエンコーディングによって定義される量子状態の間の忠実度との間に強い相関を与える。 量子デバイスでの使用には、RoPEから構築され、状態準備回路を直接出力するAngularエンコーディングを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3499870393443268
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: For strings of letters from a small alphabet, such as DNA sequences, we present a quantum encoding that empirically provides a strong correlation between the Levenshtein edit distance and the fidelity between quantum states defined by the encodings. It is based on the principles of Rotary Position Embeddings (RoPE), employed in modern large language models. Classically, this encoding yields RotorMap - a GPU-accelerated DNA mapping algorithm that achieves speedups of 50-700x over single-thread Minimap2 in proof-of-concept tests on human and maize genomes. For use on quantum devices, we introduce the Angular encoding, which is built from RoPE and directly outputs state preparation circuits. To verify its properties and utility on NISQ devices, we report results of experiments conducted on quantum computers from Quantinuum: the 56-qubit H2-1, H2-2 and the latest 98-qubit Helios-1. As a potential application, we consider a quantum DNA authentication problem and conjecture that a quantum advantage in one-way communication complexity could be achieved over any comparable classical solution.
• Abstract（参考訳）: DNA配列のような小さなアルファベットの文字列に対して、我々は、Levenshtein編集距離とエンコーディングによって定義された量子状態間の忠実度との間に強い相関を経験的に提供する量子エンコーディングを示す。 現代の大規模言語モデルで使用されるRotary Position Embeddings(RoPE)の原則に基づいている。 古典的には、このエンコーディングは、人間とトウモロコシのゲノムに関する概念実証テストにおいて、シングルスレッドのMinimap2上で50-700倍のスピードアップを達成するGPUアクセラレーションされたDNAマッピングアルゴリズムであるRotorMapを生成する。 量子デバイスでの使用には、RoPEから構築され、状態準備回路を直接出力するAngularエンコーディングを導入する。 NISQデバイスにおけるその特性と実用性を検証するため,Quantinuum の 56-qubit H2-1, H2-2 と最新の 98-qubit Helios-1 の実験結果について報告する。 潜在的な応用として、量子DNA認証の問題と、一方的な通信複雑性における量子的優位性は、同等の古典的解に対して達成できると推測する。

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