基于面心立方晶格的蛋白质结构预测量子算法

该研究团队首次实现了基于面心立方(FCC)晶格模型的蛋白质结构预测量子算法研究。选择FCC晶格编码的动机源于团队成员发现:相较于其他晶格模型,FCC晶格在模拟真实蛋白质二级结构方面具有更优越的性能,这一优势通过均方根偏差(RMSD)指标得到了验证。研究人员采用两种量子方法解决该问题:多项式拟合方法(PolyFit)和基于拉格朗日对偶原理的约束型变分量子本征求解器(VQEC)。两种方法均成功部署在“Eagle R3”(ibm_cleveland)与“Heron R2”(ibm_kingston)量子计算机上,并在噪声环境下成功复原了6氨基酸序列KLVFFA的基态构型。对比两种量子处理器(QPU)的输出结果表明,在新型Heron R2架构上,最优解(基态构象)的预测与采样效率获得显著提升(PolyFit实现近两倍改进,VQEC达到三倍改进),凸显了量子硬件进步对该应用的重要推动作用。

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