基于全连接 trapped-ion 量子计算机的蛋白折叠
量子物理
2025-06-12 v2
摘要
我们在IonQ的全连接 trapped-ion 量子处理器上实现了偏置场数字反扰动量子优化（BF-DCQO）算法，证明了其解决稠密高阶无约束二进制优化（HUBO）问题的高效方法。具体而言，我们针对最高可达12个氨基酸的四面体晶格蛋白折叠问题进行了求解，报告了目前规模最大的量子硬件实现的蛋白折叠问题。此外，我们解决了计算相变处的MAX 4-SAT实例和全连接自旋糖问题，利用了全部36个可用量子比特。在所考虑的所有案例中，我们的方法始终实现了最优解，凸显了非变分量子优化方法与trapped-ion架构固有的全连接性之间强大的协同作用。鉴于trapped-ion量子系统的预期可扩展性，BF-DCQO代表了一种走向稠密HUBO问题实现实际量子优势的有前景的路径，这些问题在工业和科学层面具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2506.07866,
title = {Protein folding with an all-to-all trapped-ion quantum computer},
author = {Sebastián V. Romero and Alejandro Gomez Cadavid and Pavle Nikačević and Enrique Solano and Narendra N. Hegade and Miguel Angel Lopez-Ruiz and Claudio Girotto and Masako Yamada and Panagiotis Kl. Barkoutsos and Ananth Kaushik and Martin Roetteler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.07866},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 4 figures, 2 tables