A quantum approach to the discretizable molecular distance geometry problem

Der Artikel stellt einen neuartigen Ansatz für das Problem diskretisierbarer molekularer Distanzen (DMDGP) unter Verwendung von Quantencomputern vor. Zunächst wird die Bedeutung der Bestimmung der 3D-Struktur von Molekülen, insbesondere Proteinen, und die Grenzen klassischer Methoden wie Röntgenkristallographie und Kernmagnetische Resonanz (NMR) erläutert. Der DMDGP wird als Schlüsselproblem bei der Bestimmung der Molekularstruktur eingeführt, wobei der Schwerpunkt auf seinem kombinatorischen Ansatz liegt. Der Hauptbeitrag des Aufsatzes ist die Anwendung von Grovers Algorithmus auf den DMDGP, einschließlich einer detaillierten Erklärung, wie die Orakelfunktion zu definieren ist. Die Autoren implementieren kleine Instanzen ihres Algorithmus auf IBM Quantum-Computern, demonstrieren die Machbarkeit des Ansatzes und diskutieren die Herausforderungen, die das Rauschen in der aktuellen Quantum-Hardware darstellt. Der Aufsatz schließt mit einer Diskussion über das Potenzial der Quantencomputertechnologie bei der Bestimmung molekularer Strukturen und schlägt zukünftige Forschungsrichtungen vor, wie etwa den Umgang mit Intervallabständen in NMR-Daten.