利用含噪声量子处理器实现高质量蛋白质力场
量子物理
2019-10-31 v2 化学物理
摘要
生物物理学与计算药物设计中的一个核心问题是对生物分子的精确建模。当前的分子动力学模拟方法能够回答分子如何抑制癌细胞信号通路,或蛋白质错误折叠在神经退行性疾病中的作用。然而,当前力场(相互作用势)的精度限制了计算机模拟的可靠性。这本质上是一个量子化学问题,本文讨论利用量子计算机上可扩展的从头算(ab initio)量子化学计算来优化力场,并估算该任务所需的量子资源。针对用于局部参数化的一系列二肽,我们估算在使用cc-pVTZ(-f)轨道基组时需要1576至3808个量子比特,而在活性空间缩减下需要88至276个。使用带活性空间缩减的线性深度拟设(ansatz),我们估算可用电路深度为数千万级的量子电路来模拟这些二肽。估算出的数百个量子比特和数千的电路深度,使近 term 量子处理器的药物应用具有了现实的展望。
引用
@article{arxiv.1907.07128,
title = {High-Quality Protein Force Fields with Noisy Quantum Processors},
author = {Anurag Mishra and Alireza Shabani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.07128},
year = {2019}
}
备注
8 pages of main text, 5 page appendix. Added circuit depth and gate count discussion, reduced Appendix size