计算方法是我们除了科学实验之外探索复杂生物系统特性的最有效工具。由于数字硅片计算机的速度已达到极限,因此进展正在放缓。其他类型的计算采用了截然不同的架构,包括神经形态计算和量子计算,有望在速度和效率上取得突破。量子计算利用量子系统的相干性和叠加性来并行探索许多可能的计算路径。这为解决某些类型的计算问题(包括与生物模拟相关的几个问题)提供了一条从根本上更有效的途径。特别是,优化问题(包括凸优化和非凸优化)在许多生物模型中都具有特色,包括蛋白质折叠和分子动力学。早期的量子计算机规模会很小,让人回想起数字硅片计算的早期。了解如何利用第一代量子硬件对于生物模拟和下一代量子计算机的开发都至关重要。本综述概述了量子计算的当前最新进展和未来前景,并提供了如何以及在何处应用量子计算来加速生物模拟瓶颈的一些指示。
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