الحمض النووي هو عقد كربوني طويل مكون من أربعة أنواع من الخرزات. غالبًا ما يحتاج علماء الأحياء إلى مقارنة سلسلتين لإيجاد الاختلافات. عادة ما يتطلب ذلك بحثًا طويلًا ومضنيًا. ابتكر الباحثون طريقة ذكية: ترميز كل خرزة على شكل سهم يدور اعتمادًا على جيرانه. أُخذت الفكرة من نماذج اللغة، حيث "تعرف" الكلمات السياق أيضًا.
طريقة RotorMap، التي تستخدم حسابات بسرعة البرق على بطاقات الرسوميات، تتفوق على الأدوات القياسية بـ 50 إلى 700 مرة. بالنسبة للحواسيب الكمومية، أُنشئت نسخة حيث تحدد اتجاهات الأسهم حالات الجسيمات. على الآلات الكمومية Quantinuum، اختُبرت الخوارزمية بقراءة البيانات باستخدام التحليل الطيفي — تحليل الإشعاع.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.22245
For strings of letters from a small alphabet, such as DNA sequences, we present a quantum encoding that empirically provides a strong correlation between the Levenshtein edit distance and the fidelity between quantum states defined by the encodings. It is based on the principles of Rotary Position Embeddings (RoPE), employed in modern large language models. Classically, this encoding yields RotorMap - a GPU-accelerated DNA mapping algorithm that achieves speedups of 50-700x over single-thread Minimap2 in proof-of-concept tests on human and maize genomes. For use on quantum devices, we introduce the Angular encoding, which is built from RoPE and directly outputs state preparation circuits. To verify its properties and utility on NISQ devices, we report results of experiments conducted on quantum computers from Quantinuum: the 56-qubit H2-1, H2-2 and the latest 98-qubit Helios-1. As a potential application, we consider a quantum DNA authentication problem and conjecture that a quantum advantage in one-way communication complexity could be achieved over any comparable classical solution.
الجينوم البشري يتكون من 3 مليارات حرف. في السابق، كانت مقارنة جينومين تستغرق ساعات، أما الآن فتستغرق ثوانٍ.
التوقيع الكمومي للحمض النووي يذكرنا بتقنيات من فيلم 'غاتاكا'، ولكن بحماية لا يمكن اختراقها.