Có ví dụ nào về bất cứ ai áp dụng thuật toán lượng tử cho các vấn đề trong sinh học tính toán không?

Như tiêu đề cho thấy, tôi đang tìm kiếm các ví dụ được công bố về các thuật toán lượng tử đang được áp dụng cho các vấn đề trong sinh học tính toán. Rõ ràng tỷ lệ cược rất cao mà các ví dụ thực tế không tồn tại (chưa) - điều tôi quan tâm là bất kỳ bằng chứng nào về khái niệm . Một số ví dụ về các vấn đề sinh học tính toán trong bối cảnh này sẽ là:

• Dự đoán cấu trúc protein (thứ cấp, đại học)
• Liên kết thuốc-phối tử
• Sắp xếp nhiều chuỗi
• Hội đồng De-novo
• Ứng dụng học máy

Tôi chỉ tìm thấy một tài liệu tham khảo mà tôi nghĩ là minh họa cho những gì tôi đang tìm kiếm. Trong nghiên cứu này, D-Wave đã được sử dụng để liên kết yếu tố phiên mã, tuy nhiên, sẽ rất thú vị khi có các ví dụ bên ngoài lĩnh vực điện toán lượng tử đáng tin cậy.

• Ủ lượng tử so với học máy cổ điển áp dụng cho một vấn đề sinh học tính toán đơn giản

Có một số về mặt mô phỏng lượng tử. Mặc dù rõ ràng chúng không mô phỏng ở quy mô thường được coi là có liên quan đến sinh học, nhưng người ta có thể tưởng tượng rằng dòng nghiên cứu này là tiền thân để mô hình hóa các phân tử lớn hơn có ý nghĩa sinh học (trong số nhiều thứ khác).

• Điện toán đám mây lượng tử của hạt nhân nguyên tử
• Mô phỏng lượng tử có thể mở rộng của năng lượng phân tử

Vì vậy, ngoài liên kết yếu tố phiên mã và mô phỏng lượng tử, còn có bằng chứng nào khác về các khái niệm tồn tại và có liên quan đến sinh học không?

Cập nhật: Tôi đã chấp nhận câu trả lời tốt nhất cho đến nay nhưng tôi sẽ kiểm tra xem có thêm ví dụ nào không. Đây là một cái khác tôi tìm thấy, hơi cũ (2010), nhằm mục đích chứng minh sự phù hợp của protein năng lượng thấp trong các mô hình protein mạng tinh thể - cũng là một ấn phẩm D-Wave.

Tôi đã không thể tìm thấy tài liệu tham khảo cụ thể trong sinh học lượng tử. Tuy nhiên, tôi đã tìm thấy một đánh giá gọi là mô hình phân tử sinh học được hỗ trợ lượng tử .

Bạn có thể thấy nó thú vị nhưng đây là từ năm 2010. Lĩnh vực đã phát triển từ đó nhưng tôi đoán các ý tưởng vẫn tương tự. Các tác giả tập trung nhiều hơn vào ý tưởng về khả năng của một máy tính lượng tử để thử mọi con đường cổ điển cùng một lúc.

Tôi không biết nhiều về lĩnh vực và thực tiễn phổ biến. Tuy nhiên, nếu sinh học tính toán tập trung nhiều hơn vào Tối ưu hóa, thì việc áp dụng thuật toán tìm kiếm lượng tử hoặc thiết lập lượng tử cổ điển lai sẽ phù hợp (ngay cả khi không thực tế vào lúc này).

Bây giờ về Machine Learning, có một chút không rõ ràng với điện toán lượng tử. Đặc biệt với cái tên Quantum Machine Learning. Cách tiếp cận / mục tiêu khác nhau được thực hiện. Một số thuật toán được thiết kế để tăng tốc cho các thuật toán cổ điển (dựa trên một thiết bị giả định có tên là qRAM) như K-Means, SVM ... Hoặc sử dụng QC để giúp quá trình học tập trong các thuật toán cổ điển như máy Boltzmann bị hạn chế. Một số tập trung vào làm ML với dữ liệu lượng tử như nén dữ liệu lượng tử chẳng hạn.

Kết luận: chúng tôi chưa có ý tưởng rõ ràng nhưng điều này làm cho nó thú vị. Trong quá trình này, chúng tôi chỉ có thể tạo ra các thuật toán mới hoặc cải thiện các thuật toán cổ điển hiện tại.

Chỉnh sửa : Gần đây, một thông cáo báo chí đã công bố sự hợp tác giữa Rigetti Computing và Entropica Labs để phát triển các ứng dụng trong thế giới thực của điện toán lượng tử đến tin sinh học và genomics.

Mô phỏng lượng tử có thể được sử dụng để kiểm tra các mô hình có thể mô tả quá trình sinh học nhất định. Ví dụ, một bài báo năm 2018 của Potočnik et al. kiểm tra các mô hình thu hoạch ánh sáng bằng cách sử dụng các mạch lượng tử siêu dẫn (xem hình bên dưới).

Hiện tại, đây là một câu hỏi mở cho dù cơ học lượng tử đóng vai trò chức năng quan trọng trong các quá trình sinh học. Một số quá trình sinh học ứng cử viên trong đó cơ học lượng tử có thể có vai trò như vậy bao gồm từ tính trong chim, khứu giác và thu hoạch ánh sáng.