Kvantberäkningar

Tillämpningsmässigt fokuserar vi mest på livsvetenskapsproblem, där gruppen har en lång historia. För implementering och verifiering använder vi oss av D-Wave quantum annealer vid Jülich Supercomputing Centre för QA och grindbaserad kvanthårdvara från IBM för QAOA.

Vi har testat att använda kvantdatorer för veckning och design av gitterproteiner. Veckning av gitterproteinkedjor, genom energiminimering, är ett svårt diskret optimeringsproblem för långa kedjor. Samtidigt finns det exakta resultat för korta kedjor. Detta gör veckning av gitterproteiner till ett användbart testfall för kvantoptimeringsalgoritmer. För detta ändamål har vi utvecklat en ny mappning av gitterproteinveckning till ett kvadratiskt binärt optimeringsproblem utan bivillkor (QUBO), giltigt för godtyckliga kedjelängder. Med hjälp av denna QUBO-representation veckade vi snabbt och konsekvent 64 enheter långa kedjor på den hybridkvantklassiska annealern på D-Wave. Med ren QA är man begränsad till kortare kedjor. I vår pågående forskning undersöker vi möjligheten att använda QAOA för att lösa problem med gitterproteiner.

Även om vårt intresse för kvantdatatillämpningar är nytt har vi många års erfarenhet av komplexa system och biomolekylär fysik. Inom det sistnämnda området har vi undersökt, och är fortfarande intresserade av, ämnen som proteinaggregering och fasseparation.

Forskargruppen ingår i temat Beräkningsvetenskap för hälsa och miljö vid CEC.