量子计算就像一把手术刀，把生物体内的黑匣子给切开了，原来隐花色素里的电子是怎么转的，这回算出来了。《化学科学》这次的封底文章就是这事儿，是深圳的华大跟香港中文大学（深圳）合作搞出来的。他们搞了个叫VQE-PDFT的框架，第一次把量子计算放进了复杂生物蛋白的电子转移计算里，算出来的速度常数跟实验结果几乎一模一样，传统的方法差得太多了。杂志也把它当作典范，觉得这为量子技术在生命科学里落地提供了重要参考。 电子转移之所以这么重要，是因为它在光合作用、酶催化还有生物导航这些关键过程里起着关键作用。电子就像信使一样在原子间跳来跳去，可要是这些跳跃出现“强关联”的情况，传统的方法根本算不出来。研究团队干脆把最棘手的活性中心那几个纳米交给量子计算机处理，其他的部分用经典算法，这样就能把资源利用到极致。 候鸟用的“量子罗盘”ErCRY4就被选为了第一个目标。为了让这个电路能在现有的超导硬件上稳定运行，团队把电路深度从35层砍到了4到6层。深度变浅了意味着门数少、噪声低，更接近真实的实验条件。算完20个随机的构型后发现结果跟实验数据相关系数高达0.98，传统方法误差明显大得多。 更关键的是他们在13比特超导芯片上又跑了一遍同样的电路，噪声带来的误差被算法部分抵消了。这就证明了含噪的量子硬件也能产出可信的结果。 未来三年华大还会把VQE-PDFT框架模块化、标准化，重点研究“量子计算+细胞”和“量子计算+基因”这两个方向。作为深圳国际量子研究院的伙伴之一，他们最近还参与揭牌了“深港量子技术产业创新中心”，要把粤港澳大湾区变成量子科技产业高地。 这个研究是由基因组多维解析技术全国重点实验室的陈一博牵头的，黎宇翔和黄俊翰是共同通讯作者。研究经费由深圳市孔雀团队项目和广东省生命大数据工程技术研究中心给的。这次实验测出来的电子转移速率常数跟实验值非常接近，误差不到0.02秒每一次；电路深度被大幅缩短到了4到6层；样品是随机抽取的20个；用的是13比特超导芯片；噪声主要来自相干时间损失大约8%，但算法补偿后误差降到了5%以内。