在量子机器学习中编码分子结构
量子机器学习(QML)在化学数据集分析方面具有巨大潜力。然而传统量子数据编码方案(如指纹编码)通常难以准确表征此类数据集中的化学基团。该研究团队提出的量子分子结构编码(QMSE)方案,将分子键级与原子间耦合(以混合库仑-邻接矩阵表示)直接编码为参数化电路中的单量子比特与双量子比特旋转。研究表明,相较于其他指纹编码方法,该策略能有效提升编码分子间的状态可分离性,这对QML工作流程中特征图制备尤为关键。为验证方法性能,研究人员在分子数据集上训练参数化拟设电路,成功实现了状态相位分类与沸点回归任务,证明了QMSE具有竞争力的可训练性与泛化能力。该工作还提出保真度守恒的链式收缩定理,通过复用公共子结构削减量子比特用量,并以长链脂肪酸为例验证其应用价值。这一兼具可扩展性与可解释性的编码框架,有望为分子数据集的实用化QML应用开辟新路径。
