在生物网络上实现离散时间量子漫步的实验实现

量子漫步提供了一种探索从生物网络到合成材料等复杂系统结构和动力学属性的灵活框架。然而，由于相干性，他们在当前噪声容忍度不足的量子计算机上实现受限。传统稠密编码图结构需要深层电路，与现有硬件不兼容。本文引入一种算法，利用对称子域编码以换取电路深度的方式，同时集成对称尊重的后选，以有效的噪声缓解策略。这种组合使我们能够在实际量子硬件上执行生物网络的实用量子漫步电路。我们将所提方法与已知的SOTA电路架构进行基准测试，表明该方法在电路深度上显著降低，代价是适度的量子比特开销。采用40个量子比特，我们在包含最多17个节点和20条边的复杂图上实现了量子漫步——截至目前，在超导量子硬件上实现的最大实验。经过7步后，Hellinger 保真度始终超过87%。我们提出一个案例研究，说明如何应用于蛋白-蛋白相互作用网络上获得的实验量子漫步动力学，以优先排序与疾病相关的基因。我们讨论了该框架在容忍度不足的时代的可扩展性，以及其研究更大规模生物网络的潜力。