Esistono esempi di applicazione di algoritmi quantistici a problemi nella biologia computazionale?

Come suggerisce il titolo, sto cercando esempi pubblicati di algoritmi quantistici applicati a problemi nella biologia computazionale. Chiaramente le probabilità sono alte che non esistano (ancora) esempi pratici - quello che mi interessa è una prova dei concetti . Alcuni esempi di problemi di biologia computazionale in questo contesto sarebbero:

• Previsione della struttura proteica (secondaria, terziaria)
• Legame farmacologico
• Allineamento di sequenze multiple
• Assemblea de novo
• Applicazioni di apprendimento automatico

Ho trovato solo un riferimento del genere che penso sia indicativo di ciò che sto cercando. In questa ricerca, è stata utilizzata una D-Wave per il legame del fattore di trascrizione, tuttavia sarebbe interessante avere esempi al di fuori del regno dell'informatica quantistica adiabatica.

• Ricottura quantistica contro apprendimento automatico classico applicato a un problema di biologia computazionale semplificata

Ce ne sono molti in termini di simulazione quantistica. Mentre chiaramente non sono simulazioni su una scala spesso considerate biologicamente rilevanti, si potrebbe immaginare che questa linea di ricerca sia un precursore della modellizzazione di molecole più grandi di significato biologico (tra le altre cose).

• Cloud Quantum Computing of a Atomic Nucleus
• Simulazione quantistica scalabile di energie molecolari

Quindi, a parte l'associazione del fattore di trascrizione e la simulazione quantistica, esistono altre prove di concetti esistenti e rilevanti per la biologia?

Aggiornamento: Finora ho accettato la risposta migliore, ma farò il check-in per vedere se ci saranno altri esempi. Ecco un altro che ho scoperto, un po 'vecchio (2010), che mirava a dimostrare l'identificazione delle conformazioni proteiche a bassa energia nei modelli di proteine ​​reticolari - anche una pubblicazione D-Wave.

Non sono stato in grado di trovare riferimenti specifici nella biologia quantistica. Ho trovato tuttavia una recensione chiamata modellazione biomolecolare assistita quantistica .

Potresti trovarlo interessante, ma questo è dal 2010. Il campo si è evoluto da allora, ma immagino che le idee rimangano simili. Gli autori si concentrano maggiormente sull'idea della capacità di un computer quantistico di provare simultaneamente tutti i percorsi classici.

Non so molto sul campo e sulla pratica comune. Tuttavia, se la biologia computazionale è più focalizzata sull'ottimizzazione, allora dovrebbero essere adatti l'applicazione di algoritmi di ricerca quantistica o configurazioni ibride classico-quantistiche (anche se non così pratiche al momento).

Ora sull'apprendimento automatico, non è chiaro con il calcolo quantistico. Soprattutto con il nome Quantum Machine Learning. Vengono presi diversi approcci / obiettivi. Alcuni algoritmi sono progettati per accelerare gli algoritmi classici (basati su un ipotetico dispositivo chiamato qRAM) come K-Means, SVM ... O usare il controllo qualità per aiutare il processo di apprendimento in algoritmi classici come macchine boltzmann limitate. Alcuni si concentrano sul fare ML con i dati quantistici, ad esempio comprimendo i dati quantistici.

Conclusione: non abbiamo ancora un'idea chiara ma questo la rende eccitante. Nel processo, potremmo semplicemente creare nuovi algoritmi o migliorare quelli classici attuali.

Modifica : recentemente un comunicato stampa ha annunciato una partnership tra Rigetti Computing ed Entropica Labs per sviluppare applicazioni del mondo reale dell'informatica quantistica alla bioinformatica e alla genomica.

La simulazione quantistica può essere utilizzata per testare modelli che potrebbero descrivere determinati processi biologici. Ad esempio, un articolo del 2018 di Potočnik et al. ha esaminato i modelli di raccolta della luce usando circuiti quantici superconduttori (vedere la figura seguente).

Attualmente, è una domanda aperta se la meccanica quantistica svolge un ruolo funzionale importante nei processi biologici. Alcuni processi biologici candidati in cui la meccanica quantistica può avere un tale ruolo includono la magnetorecezione negli uccelli, l'olfatto e la raccolta della luce.