[发明专利]用于探索化合物的设备和方法

说明书

本公开涉及用于探索化合物的设备和方法。一种用于探索化合物的设备，包括：定义单元，用于定义晶格空间，所述晶格空间是化合物基团被顺序地排列的晶格的集合；限制单元，用于在化合物基团中的任一个排列在晶格空间的任何晶格中，然后在晶格空间中排列下一化合物基团的情况下，生成通过从晶格空间中消除用于要排列的下一化合物基团的不希望的区域而创建的受限晶格空间；分配单元，用于向受限晶格空间中的可以排列化合物基团的晶格点中的每一个分配位；以及算术单元，其被配置成根据模拟退火对基于与每个晶格点有关的限制条件通过转换获得的伊辛模型执行基态探索，以计算伊辛模型的最小能量，其中，该设备用于探索化合物基团彼此链接的化合物。

技术领域

本文中讨论的实施方式涉及用于探索化合物的方法和设备。

背景技术

蛋白质是氨基酸一维链接而没有支化的链状聚合物。蛋白质通过折叠其链状聚合物而形成某种构象(三维形状)。蛋白质的构象(conformation)由氨基酸序列决定。

蛋白质的构象与蛋白质的功能密切相关。蛋白质的分子识别功能通过将其构象内的特定区域与特定分子特异性地结合来表达。因此，重要的是确定蛋白质的构象以理解蛋白质的功能。

例如，蛋白质的构象可以通过X射线晶体分析(crystallography)或核磁共振光谱法(NMR)来确定。然而，通过X射线晶体分析或NMR确定一种蛋白质的构象需要很长时间。此外，根据X射线晶体分析，首先产生一种蛋白质的单晶。当不能产生单晶时，不能对蛋白质的构象执行X射线晶体分析。此外，虽然NMR可以确定蛋白质在水溶液中的构象而不使蛋白质结晶，但是当蛋白质是大蛋白质时，不能获得与蛋白质的构象有关的大量信息。

同时，即使蛋白质的构象未知，也可以根据遗传信息或蛋白质本身相对容易地确定蛋白质的氨基酸序列。

因此，已经尝试根据氨基酸序列预测蛋白质的构象。例如，存在一种用于根据菱形(diamond)编码方法确定蛋白质的折叠的方法。该方法是用于将链氨基酸的位置嵌入菱形晶格中的方法，并且可以表达三维结构(构象)。通过上述方法确定的构象的能量可以例如使用伊辛模型来计算。为了求解伊辛模型，例如，使用退火机。背景技术的一个示例在R.Babbush等人的Construction of Energy Functions for Lattice HeteropolymerModels:A Case Study in Constraint Satisfaction Programming and AdiabaticQuantum Optimization(用于晶格杂聚物模型的能量函数的构建：约束满意度编程和绝热量子优化中的案例研究)，arXiv:quant-ph/1211.3422v2(https://arxiv.org/abs/1211.3422)中公开。

发明内容

由于用于求解伊辛模型的退火机的硬件存在限制，因此退火机可以处理的算术位或量子位的数量存在限制。

同时，用于求解蛋白质的折叠的问题的位数量相对于蛋白质的规模(氨基酸残基的数量)呈指数增加，如图1的图所示。

如上所述，由于要求解的问题的规模受到由硬件处理的位的数量的限制，因此不能扩展氨基酸的探索目标。

本公开内容旨在提供用于探索化合物的设备、方法和程序，其能够抑制用于探索预定化合物的算术位或量子位的数量，以使得能够探索具有大分子量的化合物。