量子科技中心_量科网

量子行走为探究从生物网络到合成材料等复杂系统的结构与动力学特性提供了多功能框架。然而，当前噪声容错前量子计算机的实现从根本上受到退相干效应的限制。传统的图结构密集编码方案需要难以实现的深层电路，使其无法兼容现有硬件。本研究提出一种创新算法：该团队通过对称子空间编码，以适度增加量子比特为代价换取电路深度的降低，同时整合对称性后选择作为有效的噪声抑制策略。这种组合使研究人员能够在真实量子硬件上运行面向生物网络的实用量子行走电路。通过与现有先进电路架构的基准测试，该工作表明该方法能以中等量子比特开销为代价显著降低电路深度。利用40个量子比特，该团队在包含17个节点和20条边的复杂图上实现了量子行走——这是迄今超导硬件上最大规模的实验，在7步演化过程中Hellinger保真度始终保持在87%以上。通过一项案例研究，研究人员展示了如何将蛋白质相互作用网络上实验获得的量子行走动力学应用于疾病相关基因的优先级排序。该工作还讨论了容错时代来临前该框架的可扩展性，及其在研究更大规模生物网络方面的潜力。