模拟基于数字量子计算机的自旋生物学：面向近期量子硬件模拟器的前景

理解自由对反应中量子自旋动力学的精细行为，对于阐明跨越不同科学领域的化学过程本质至关重要。本文我们利用Trotter化技术将自由对自旋动力学映射到基于数字门的量子模拟器上。我们的结果表明，理想无噪声量子电路模拟与 established master 方程方法之间的结果吻合，对于单一原型系统的耦合自旋动力学，约15个Trotter 步骤足以准确再现。通过利用这一计算技术研究具有生物学相关性的自旋系统动力学，我们的发现凸显了数字量子模拟（DQS）复杂自由对反应及其构建了向更实用性调查其精细反应动力学的基础。我们进一步研究了现实误差模型对DQS方法的影响，并给出目前在缺乏误差缓解技术的情况下，还能应用的Trotter 步骤数量上限，以防止噪声效应导致模拟精度丧失。