基于旋转位置嵌入的 RotorMap 与 DNA 序列的量子指纹
量子物理
2026-04-02 v2
摘要
对于来自小字母表的字符串（如 DNA 序列），我们提出一种量子编码，经实验验证，该编码在 Levenshtein 编辑距离和由编码定义的量子态保真度之间提供强相关。它基于现代大型语言模型中使用的旋转位置嵌入（RoPE）原则。从类计算角度来看，该编码产生 RotorMap——一种基于 GPU 的 DNA 映射算法，在人类和玉米基因组的概念证明测试中相对于单线程 Minimap2 实现了 50 倍至 700 倍的加速。对于在量子设备上使用，我们引入了 Angular 编码，这种编码基于 RoPE，直接输出状态准备电路。为验证其属性和在 NISQ 设备上的实用性，我们报告了在 Quantinuum 的量子计算机上进行的实验结果：56 位量子比特的 H2-1、H2-2 以及最新的 98 位量子比特 Helios-1。作为一种潜在应用，我们考虑一种量子 DNA 身份验证问题，并推测可在无需先验知识或超参数调优的情况下，通过一种单向通信复杂度问题在量子优势方面优于任何可比经典解决方案。
引用
@article{arxiv.2603.22245,
title = {RotorMap and Quantum Fingerprints of DNA Sequences via Rotary Position Embeddings},
author = {Danylo Yakymenko and Maksym Chernyshev and Illia Savchenko and Sergii Strelchuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22245},
year = {2026}
}