量子计算机上酶促反应能量轮廓的计算
量子物理
2025-05-22 v3
摘要
量子计算 (QC) 为实现量子化学计算提供了可行之路，而这些计算因系统规模导致计算复杂度呈指数级增长而在经典计算中难以实现。由于全冗余算法和硬件目前距离实现指数级加速仍然遥不可及，最近的研究致力于开发和扩展面向噪声中间规模量子 (NISQ) 设备的算法，以展示此类机器的实际效用。为展示 NISQ 设备在化学领域的效用，我们应用我们最近发展的 FAST-VQE 算法和一种基于命题满意性的新型量子门降低策略，结合标准优化工具，用于模拟 CO2 氢化酶催化的决定性质变步骤，从而实现了量子计算设备用于模拟酶促反应的首次应用。为此，我们将经典力场模拟与量子力学方法在经典和量子计算机上结合为混合计算方法。所呈现的技术显著增强了基于 QC 的分子建模的准确性和能力，最终将其推向具有吸引力和现实应用的领域。该框架是通用的，可以超越计算酶学的案例应用。
引用
@article{arxiv.2408.11091,
title = {Calculating the energy profile of an enzymatic reaction on a quantum computer},
author = {Patrick Ettenhuber and Mads Bøttger Hansen and Irfansha Shaik and Stig Elkjær Rasmussen and Pier Paolo Poier and Niels Kristian Madsen and Marco Majland and Frank Jensen and Lars Olsen and Nikolaj Thomas Zinner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11091},
year = {2025}
}