[發明專利]用于分子結構推理的模型及方法

在審

• 申請號: 202210116502.5
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114496114A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 趙翔;錢龍
• 申請（專利權）人: 上海圖靈智算量子科技有限公司
• 主分類號: G16C20/50
• 分類號: G16C20/50;G06N3/04;G06N3/08;G06N5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請實施例涉及用于分子結構推理的模型及方法。根據本申請的一些實施例，一種用于分子結構推理的模型包括量子編碼線路，其經配置通過第一量子門控循環單元Qu?GRU將待輸入分子結構序列轉化為第一向量；以及量子解碼線路，其經配置通過第二Qu?GRU將第一向量轉化為與待輸入分子結構序列相應的化合物結構，其中第一Qu?GRU和第二Qu?GRU中的每一者包括一或多個量子門控循環線路。本申請實施例還提供了一種用于化合物合成的模型，其包括上述用于分子結構推理的模型。本申請實施例還提供了一種用于分子結構推理的方法，其使用上述用于分子結構推理的模型。本申請實施例提供的用于分子結構推理的模型及方法可有效解決傳統技術中遇到的問題。

技術領域

本申請實施例大體上涉及基于量子計算的化學領域，更具體地，涉及用于分子結構推理的模型及方法。

背景技術

分子結構推理(例如逆合成分析)是目前有機合成路線設計的常用方法，具體方法可從目標分子的化學結構入手，將目標分子轉化成一些稍小的中間分子，再以這些中間分子作為新的目標分子，將其拆分為更小的中間分子，以此類推，直至中間分子是當前可制備的物質，進而逆向得到目標分子的合成路線。由于當前的分子結構推理依賴于技術人員自身的知識和經驗，因此在推理過程中往往需要產生較大的時間開銷，并且難以確保推理的整體準確性。

自20世紀90年代以來，計算機技術、計算化學、分子生物學及生物信息等學科的發展，大大推動了計算機輔助化學藥物分子逆合成處理的進步，許多計算機輔助化學藥物分子結構的推理的方法不斷涌現，比如基于多層神經網絡的逆合成設計，不過當前的方法推理速度慢，精確度低，而基于量子循環神經網絡的分子結構推理方法確保了推理的整體準確性并減少分析過程中的時間開銷，但目前相關研究較少。

因此，本申請提出一種用于分子結構推理的模型及方法。

發明內容

本申請實施例的目的之一在于提供一種用于分子結構推理的模型及方法，與傳統的方法與模型相比，其可減少所使用的參數量，且所用的存儲介質，即量子比特數目也大幅減少。

本申請的一實施例提供一種用于分子結構推理的模型，其包括：量子編碼線路，其經配置通過第一量子門控循環單元Qu-GRU將待輸入分子結構序列轉化為第一向量；以及量子解碼線路，其經配置通過第二Qu-GRU將所述第一向量轉化為與待輸入分子結構序列相應的化合物結構，其中第一Qu-GRU和第二Qu-GRU中的每一者包括一或多個量子門控循環線路。

根據本申請的實施例，量子門控循環線路包括6個具有不同參數的量子變分線路以進行線性變換操作。

根據本申請的一些實施例，量子變分線路包括：第一量子線路，其經構建以將待輸入數據編碼為量子態；第二量子線路，其具有可訓練的參數，且作用于該量子態；以及量子測量層，其對全部或部分量子比特進行測量。

根據本申請的一些實施例，將待輸入數據編碼為量子態包括將待輸入數據編碼為等權重疊加態。

根據本申請的一些實施例，將待輸入數據編碼為量子態包括生成兩個旋轉角度。

根據本申請的一些實施例，將所述待輸入數據編碼為量子態還包括對每個量子比特將經生成的兩個旋轉角度的旋轉操作分別施加在Y軸和Z軸方向上。

根據本申請的一些實施例，第二量子線路包括控制非門和單比特旋轉門。

本申請的另一實施例提供一種用于化合物合成的模型，其包括上述用于分子結構推理的模型。

本申請的另一實施例還提供一種用于分子結構推理的方法，其使用上述用于分子結構推理的模型。

與現有技術相比，本申請實施例提供的用于分子結構推理的模型及方法，利用量子計算對經典計算方式作為補充，可有效提高數據處理速度與準確度。

附圖說明