CN115116564B - 基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台及方法，包括以下步骤：S1、对于给定的小分子和目标蛋白质分子，通过对其药效团间距离的不同，在计算机上算出所述给定的小分子和目标蛋白质分子的绑定交互图；S2、根据绑定交互图的邻接矩阵，通过分解该矩阵将其编码至量子反向虚拟筛选平台中；S3、通过量子反向虚拟筛选平台进行高斯玻色采样；本发明提供的一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台及方法是基于时间域的光量子计算机系统完成的。基于时间域的光量子计算机系统采用了循环型光路，减少了大规模制备量子计算机的工艺成本，便于在光学平台上搭建，结构稳定，易于扩展模式比特数。
Description
技术领域
本发明涉及基于量子算法的药物设计技术领域，特别涉及基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台及方法。
背景技术
计算机辅助药物设计现已广泛用于发现新的生物活性分子。作为一种基于结构的药物设计方法，分子对接可以用来预测配体和受体之间的最佳结合位置。事实证明，如果我们用寻找最大加权完全子图过程来解释对接问题，那么这个对接问题可以通过高斯玻色子采样实验来完成。该采样实验可以执行经典方法难以实现的量子采样任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开了一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选方法，包括以下步骤：
S1、对于给定的小分子和目标蛋白质分子，通过对其药效团间距离的不同，在计算机上算出所述给定的小分子和目标蛋白质分子的绑定交互图；
S2、根据绑定交互图的邻接矩阵，通过分解该矩阵将其编码至量子反向虚拟筛选平台中；
S3、通过量子反向虚拟筛选平台进行高斯玻色采样，具体子步骤如下：
S31、利用声光调制器斩波脉冲激光并泵浦非线性晶体，得到一组压缩度不同的单模真空压缩态，将其送入量子处理单元模块的循环光路中；
S32、通过循环光路中的电光调制器实现一个高维的全局酉演化操作，并将演化结果输入探测模块，所述电光调制器数量为两台，且配有可放大模拟信号功率放大器并由可编程的任意波形发生器控制；
S33、通过探测模块内的超导单光子探测器对每个模式上光子数的有无进行测量，将测量结果输入计算机，得到经量子算法处理的采样结果；
S4、根据采样结果得到绑定交互图的所有全连接子图，通过对所有的全连接子图按权重大小进行排序，得到最大权重的全连接子图，从而通过该最大权重全连接子图的结构直接确定小分子和目标蛋白质分子的最佳连接方式。
本发明公开了一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，包括光源制备模块、量子处理单元模块、探测模块、计算机；
所述光源制备模块包括锁模脉冲激光光源、声光调制器、非线性晶体，锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经声光调制器斩波，并泵浦非线性晶体，最终得到一组不同压缩度的单模真空压缩态，将其送入量子处理单元模块；
所述量子处理单元模块为一个由偏振分束器、第一电光调制器、偏振延时器、任意酉操作模块、第二电光调制器以及延迟模块依次布置的循环光路，所述任意酉操作模块受可编程的任意波形发生器控制，所述量子处理单元模块控制压缩态在循环光路中不断演化直至完成任意模式的高维酉操作，并将演化完成的压缩态序列送入探测模块；
所述探测模块通过超导纳米线单光子探测器对每个模式上光子数的有无进行测量，将测量结果输入计算机；
所述计算机通过将任务编码为一串指令序列实现对所述任意波形发生器的控制，进而控制筛选平台的量子逻辑门序列并实现可编程的功能；用于对单光子探测器探测到的光子计数进行实时显示、记录以分析。
作为优选的，所述光源制备模块中，所述锁模脉冲激光光源输出高能量的脉冲光，以泵浦非线性晶体，为光量子计算机系统提供制备压缩态的光源，位于光源制备模块的最开始位置；所述声光调制器用于挑选激光脉冲，以得到所需的激光脉冲重复频率和脉冲数量；所述非线性晶体在锁模脉冲激光的泵浦下，产生相应的压缩态，从而使光量子计算机系统完成高斯玻色采样任务，放置于光源制备模块中的所述锁模脉冲激光光源之后。
作为优选的，所述光源制备模块压缩态序列的具体制备方法如下：所述锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经所述声光调制器斩波，形成一个由n个脉冲组成的序列；所述序列经电光调制器调节其脉冲能量，再经过一个由光栅、柱状透镜及空间光调制器组成的空间滤波器对其频谱进行调制整形，最后送入所述非线性晶体当中，产生相应的双模真空压缩态；之后双模真空压缩态经偏振变换，并通过偏振无关分束器变为与双模真空压缩态压缩度相同的单模真空压缩态，并由滤波片滤去泵浦光，最后将压缩态送入所述量子处理单元模块当中。
作为优选的，所述光源制备模块中，所述脉冲激光器本身与脉冲序列同步的电平信号可直接作为后续器件调控的时间基准。
作为优选的，所述量子处理单元模块中，所述第一电光调制器用于控制光的偏振，根据输入电平信号的状态，所述第一电光调制器将光的偏振分别调整为水平或垂直状态，并进一步控制压缩的各个模式进入不同的光路从而实现不同的操作。
作为优选的，所述压缩态序列通过所述延迟模块得到相应长度的延时，并在脉冲或压缩态序列中最后一个模式演化完成后进入到下一个演化阶段，保证演化在时序上不发生紊乱。
作为优选的，所述偏振延时器用于对每一个模式上压缩态的竖直或水平偏振分量做延时，使压缩态序列上的水平和竖直偏振分量分开，并使相邻两个模式在偏振延时器上经过延时后能在时间上重合在一起，以便对相邻两个模式实现酉操作。
作为优选的，所述循环光路中的第二电光调制器用于控制脉冲或压缩态序列在环形光路中循环的圈数，通过控制光的偏振，控制脉冲或压缩态序列继续在环形光路中演化或者离开循环光路进入探测模块。
作为优选的，所述任意酉操作模块包括两个由任意波形发生器进行控制的电光调制器，任意波形发生器产生可调谐电平的信号并输入电光调制器所配的可放大模拟信号的电压放大器，放大器线性放大由任意波形发生器产生的电平信号，并控制电光调制器对光信号的两种偏振之间进行连续调谐的相位调制，所述电光调制器快速地调节每一个模式上压缩态的相位，并对相邻两个模式之间实现任意的酉操作。
作为优选的，所述的探测模块中，所述超导纳米线单光子探测器用于响应单光子信号，探测得知在演化后具有一个或一个以上光子的模式，通过符合仪来符合处理由超导单光子探测器输出的电平探测信号和光源制备模块中光电探测器输出的电平探测信号或脉冲激光器输出的电平同步信号，利用脉冲或压缩态序列在环形光路中演化长度的不同而改变到达探测器的时间，在做符合处理时，用作触发的电平信号在电路设置中设有相应时长延时调整。
作为优选的，所述超导纳米线单光子探测器分别与符合仪的两个信号输入端口连接，并由光源制备模块中产生的电平信号符合触发以降低噪声的干扰，符合仪与计算机连接，通过分析每一个时间模式上是否存在光子，来得到高斯玻色采样计算结果。
本发明的有益效果：本发明提供的一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台及方法是基于时间域的光量子计算机系统完成的。基于时间域的光量子计算机系统采用了循环型光路，减少了大规模制备量子计算机的工艺成本，便于在光学平台上搭建，结构稳定，易于扩展模式比特数。同时该筛选平台可以在室温大气环境下运行，可以通过计算机控制其中的电光调制元件来实现较多的量子算法与量子模拟任务。利用将压缩态编码在时间域上，相比于其他量子计算机系统，比如超导量子系统、离子阱系统、光学集成芯片系统等等，本发明从量子态制备、量子态调控到量子态探测都有较强的可扩展性，制造成本相对较低；本发明具有维度（比特数）可扩展、可编程控制、可在室温环境运行、稳定性高等突出优点。
附图说明
图1是本发明实施例的逻辑原理图；
图2是本发明实施例的光源制备模块的结构示意图；
图3是本发明实施例的量子处理单元模块的结构示意图；
图4是本发明实施例的探测模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明实施例提供一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台用于高斯玻色采样，高斯玻色采样可以快速有效的完成分子连接任务，从而可以替代传统反向虚拟筛选平台中消耗算力巨大的分子连接模块，提高药物设计的计算速度。本发明中的高斯玻色采样是在一台基于时间域的光量子计算机系统中完成的。通过斩波脉冲激光并泵浦非线性晶体，可以产生时间域上分立的压缩态，同时可以将输入量子计算机的光量子比特编码在时间域上。进入环形光路的压缩态会由配可放大数字信号的功率放大器的电光调制器与声光调制器控制其在光路中演化的次数。环形光路中2台配有可放大模拟信号的功率放大器的电光调制器可通过任意波形发生器控制编码并可以实现两个相邻模式比特间的任意SU(2)操作，并最终完成任意模式的高维酉操作。放置于最后的超导纳米线单光子探测器可以用来探测时间域上每一个模式是否有光子的事件，这些测量结果会被输入计算机，并辅以相应程序计算出结果。该套光量子计算系统可置于室温大气环境下运行，易于安装和拆卸；并可通过编程控制任意波形发生器的输出波形实现任意分子对信息的编码；同时，时间域的编码方式使得该量子计算机系统的可扩展性大大提升。本发明具有维度（比特数）可扩展、可编程控制、可在室温大气环境运行、稳定性高等优点。本发明可以用于基于分子连接的药物设计工程。
如图1所示：将用户提供所要查询小分子化合物和疾病靶标数据库中的蛋白质构成一个由m个顶点组成的相互作用结合图（binding interaction graph）。通过寻找该相互作用结合图的最大全连接子图，就可以找到最优的分子对接结果。我们将该相互作用结合图编码到高斯玻色采样机器中，并利用采样结果来查找寻找其最大全连接子图。相比于经典的采样的分子对接方法，基于高斯玻色采样的分子对接可以极大的提高对接成功概率和计算速度。
如图2、图3、图4所示，本发明实施例提供一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，包括光源制备模块、量子处理单元模块、探测模块和计算机，所述光源制备模块包括锁模脉冲激光光源、声光调制器、非线性晶体，锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经声光调制器斩波，并泵浦非线性晶体，最终得到一组不同压缩度的单模真空压缩态，将其送入量子处理单元模块；所述量子处理单元模块为一个由偏振分束器、第一电光调制器、偏振延时器、任意酉操作模块、第二电光调制器以及延迟模块依次布置的循环光路，所述任意酉操作模块受可编程的任意波形发生器控制，所述量子处理单元模块控制压缩态在循环光路中不断演化直至完成任意模式的高维酉操作，并将演化完成的压缩态序列送入探测模块；所述探测模块通过超导纳米线单光子探测器对每个模式上光子数的有无进行测量，将测量结果输入计算机；所述计算机通过将任务编码为一串指令序列实现对所述任意波形发生器的控制，进而控制筛选平台的量子逻辑门序列并实现可编程的功能；用于对单光子探测器探测到的光子计数进行实时显示、记录以分析。
所述光源制备模块包括锁模脉冲激光光源1，所述锁模脉冲激光光源1的光路上依次布置有声光调制器2、电光调制器5、第一偏振分束器6、由光栅7、柱状透镜8和空间光调制器9组成的空间滤波器、非线性晶体10、滤波片12、第二偏振分束器13，经过第二偏振分束器13的透射光经过第一半波片14进入无偏分束器15，经过第二偏振分束器13的反射光直接进入无偏分束器15，经过无偏分束器15后进入量子处理单元模块；
在光源制备模块中声光调制器2和电光调制器5前后光路上均设有第一凸透镜3，非线性晶体10前后光路上设有物镜11，另外整个光路中布置有若干个银镜用于反射光束，改变光束方向；
所述量子处理单元模块的循环光路上布置有第三偏振分束器16、第一电光调制器17、一对偏振分束器19、偏振延时器、任意酉操作模块、第二电光调制器28、延时模块，离开循环光路的压缩态序列通过光纤31进入探测模块，其中第一电光调制器17和第二电光调制器28的光路前后均设有第二半波片18，所述偏振延时器包括第一银镜20、第二银镜21、第三银镜22和直角反射镜23，所述任意酉操作模块包括第三电光调制器26和第四电光调制器27，所述第三电光调制器26和第四电光调制器27前后光路上均设有第二凸透镜25，所述第三电光调制器26前后光路上还设有一对用于改变光束方向的直角棱镜24，所述延时模块包括长光纤30，所述长光纤30和光纤31均设有光纤接头29；
所述探测模块包括与光纤31连接的超导单光子探测器32和符合仪33，符合仪33通过BNC线分别与超导单光子探测器32和计算机连接。
在本实施例提供的一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台中，各元器件的作用如下：
锁模脉冲激光光源：输出高能量的脉冲光，以泵浦非线性晶体，为光量子计算机系统提供制备压缩态的光源；
凸透镜：将脉冲激光聚焦进入声光调制器或电光调制器中；
声光调制器：用于挑选激光脉冲，以得到所需的激光脉冲重复频率和脉冲数量；
银镜：用于反射光束；
电光调制器：通过施加可调谐的电压实现对光的相位的改变。其电压输入由可放大数字信号的功率放大器完成，这种功率放大器会响应输入的一个TTL信号，并由预先设置的低电平跳至高电平。可以实现对光偏振或相位的快速调制；
偏振分束器：将不同偏振的光束分开，即将水平偏振的光束透射，垂直偏振的光束反射；
光栅：将激光按不同频率在空间上分开；
柱状透镜：将光在水平或垂直单一方向上聚焦；
空间光调制器：对不同空间位置上的光施加一个相位；
物镜：在较小工作距离上把光聚焦到波导中；
非线性晶体：在锁模脉冲激光的泵浦下，可以产生相应的压缩态，从而使光量子计算机系统可以完成高斯玻色采样任务；位于光源制备模块，放置于锁模脉冲激光光源之后；
滤波片：用来滤去泵浦激光；
半波片：用来对光路中光的偏振进行旋转；
无偏分束器：将光按50：50进行反射（投射）；
直角反射镜：在一个较小位移的基础上，将光按入射方向进行反射；
直角棱镜（直角边反射）：实现在棱镜的两直角边对光束进行反射；
光纤耦合头：入单模光纤，或将单模光纤输出光准直；
光纤：用作延时线对光产生延时效果；
超导单光子探测器：用来实现对单光子的高探测效率的探测，同时实现对一个符合窗口内光子数的辨认；
BNC线：用来传输电信号（此处为传输trigger信号）；
符合仪（附图中的TDC（Time Digital Converter）主要实现符合计数功能，此处称为符合仪）：实现对两路单光子探测器信号的符合测量，用于分析每个时间窗口内光子数的计数；放置在该系统光路的外部，通过BNC线与单光子探测器或是超导光子计数探测器连接；
计算机：通过将任务编码为一串指令序列实现对任意波形发生器的控制，进而控制量子计算机的量子逻辑门序列并实现可编程的功能；实现对单光子探测器探测到的光子计数进行实时显示、记录以及分析；实现对符合仪探测结果的数据处理，用于分析计算结果。
所述光源制备模块中，所述锁模脉冲激光光源输出高能量的脉冲光，以泵浦非线性晶体，为光量子计算机系统提供制备压缩态的光源，位于光源制备模块的最开始位置；所述声光调制器用于挑选激光脉冲，以得到所需的激光脉冲重复频率和脉冲数量；所述非线性晶体在锁模脉冲激光的泵浦下，可以产生相应的压缩态，从而使光量子计算机系统可以完成高斯玻色采样任务，放置于光源制备模块中的所述锁模脉冲激光光源之后。
所述光源制备模块压缩态序列的具体制备方法如下：所述锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经所述声光调制器斩波，形成一个由n个脉冲组成的序列；这些脉冲序列经电光调制器调节其脉冲能量，再经过一个由光栅、柱状透镜及空间光调制器组成的空间滤波器对其频谱进行调制整形，最后送入所述非线性晶体当中，产生相应的双模真空压缩态；之后双模真空压缩态经偏振变换，并通过偏振无关分束器变为与双模真空压缩态压缩度相同的单模真空压缩态，并由滤波片滤去泵浦光，最后将压缩态送入所述量子处理单元模块当中。对后续光路做时间基准用的TTL触发信号可由脉冲激光器本身与脉冲同步的信号产生。
所述光源制备模块中，所述脉冲激光器本身与脉冲序列同步的电平信号可直接作为后续器件调控的时间基准。
所述量子处理单元模块中，所述循环光路中的第一电光调制器用于控制光的偏振，根据输入电平信号的状态，所述第一电光调制器可以将光的偏振分别调整为水平或垂直状态，并进一步控制压缩的各个模式进入接下来不同的光路从而实现不同的操作。
所述延迟模块使压缩态序列得到相应长度的延时，并使脉冲或压缩态序列中最后一个模式演化完成后该序列才进入到下一个演化阶段，保证了演化在时序上不发生紊乱。
所述偏振延时器用来对每一个模式上压缩态的竖直或水平偏振分量做延时，使压缩态序列上的水平和竖直偏振分量分开，并使相邻两个模式在这经过延时后能在时间上重合在一起，以便对相邻两个模式实现酉操作。
所述循环光路中的第二电光调制器用来控制脉冲或压缩态序列在环形光路中循环的圈数，通过控制光的偏振，控制脉冲或压缩态序列继续在环形光路中演化或者离开循环光路进入探测模块。
所述任意酉操作模块包括两个由任意波形发生器进行控制的电光调制器，任意波形发生器产生可调谐电平的信号并输入电光调制器所配的可放大模拟信号的电压放大器，放大器线性放大由任意波形发生器产生的电平信号，并控制电光调制器对光信号的两种偏振之间进行可连续调谐的相位调制，所述电光调制器可快速地调节每一个模式上压缩态的相位，并对相邻两个模式之间实现任意的酉操作。具体实现方法如下：第三电光调制器26和第四电光调制器27的晶轴分别转至0°和45°，并完成相位调制 
。如此酉SU(2)操作可以将光分别通过第三电光调制器26和第四电光调制器27来实现
；其中
是一个整体相位，可在下一圈中进行补偿。由两个电光调制器组成的SU(2) 操作，经过n+1圈的演化，可以实现一个n维的任意酉操作
所述任意酉操作模块中直角棱镜将光反射，经凸透镜聚焦打入电光调制器中，出射的光经凸透镜变为平行光，并由其后的直角棱镜反射，再次经凸透镜聚焦打入电光调制器中（实现演化
）。出射的光经凸透镜再次变为平行光，并由直角棱镜再次反射，并送入后续光路；经凸透镜聚焦再次打入电光调制器中（实现演化
），出射的光经凸透镜变为平行光，并由其后的银镜反射，并送入后续光路。
所述的探测模块中，所述超导纳米线单光子探测器用于响应单光子信号，探测得知在演化后具有一个或一个以上光子的模式，通过符合仪来符合处理由超导单光子探测器输出的电平探测信号和光源制备模块中光电探测器输出的电平探测信号或脉冲激光器输出的电平同步信号，利用脉冲或压缩态序列在环形光路中演化长度的不同而改变到达探测器的时间，在做符合处理时，用作触发的电平信号在电路设置中应有相应时长延时调整。
所述的光量子反向虚拟筛选平台系统中，探测所得的数据将会送到计算机中，由特定的程序对实验结果进行相应处理，以得到分子对接的结果。
所述超导纳米线单光子探测器分别与符合仪的两个信号输入端口连接，并由光源制备模块中产生的电平信号符合触发以降低噪声的干扰，符合仪与计算机连接，通过分析每一个时间模式上是否存在光子，来得到高斯玻色采样计算结果。
本发明一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，在室温环境中，所述的光路可以实现单比特门和两比特受控非门的操作。可以实现高斯玻色采样、最大全连接子图搜索、分子连接等量子计算任务。所述的量子反向虚拟筛选平台基于时域型可编程可扩展光量子计算机系统，可以由高斯玻色采样完成分子连接任务。
本发明实施例还提供一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选方法，对于给定的小分子和目标蛋白质分子，通过对其药效团间距离的不同，在计算机上算出该复合物的绑定交互图（binding interaction graph）。根据绑定交互图的邻接矩阵，通过分解该矩阵将其编码至上述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台中。这样可以通过筛选平台完成高斯玻色采样工作，并可根据采样结果得到绑定交互图的最大全连接子图。最后，通过最大全连接子图的结构来判定给定的小分子和目标蛋白质分子的最佳连接方式，具体为：根据采样结果得到绑定交互图的所有全连接子图，通过对所有的全连接子图按权重大小进行排序，得到最大权重的全连接子图，从而通过该最大权重全连接子图的结构直接确定小分子和目标蛋白质分子的最佳连接方式。
其中筛选平台完成高斯玻色采样工作的具体过程如下：
利用经声光调制器斩波，得到一个一定数量、一定重复频率的脉冲序列。通过在不同功率下泵浦非线性晶体（波导ppKTP），得到一系列不同压缩度的单模真空压缩态。在制备好输入态后，将其送入量子处理单元模块中，使每一个模式按照算法要求进行演化。环形光路中配可放大数字信号功率放大器的电光调制器可以被用作高速低损耗的光开关或偏振控制器，可以确定演化的深度，并控制不同偏振的演化方式。一个高维的酉演化操作总可以被拆分成一系列二维酉演化的组合。在本发明中，通过两台高速低损耗的配有可放大模拟信号功率放大器的电光调制器与两块固定角度的半波片组合，并由可编程的任意波形发生器控制，可以实现两个相邻模式之间的任意酉演化。通过多次在环形光路中循环并演化，足够次数的相邻模式之间的酉演化可以实现一个高维的全局酉演化操作。在完成演化任务后，可以对每个模式上光子数的有无进行测量，测量任务由单光子探测器或超导单光子计数探测器完成。超导单光子探测器分别与符合仪的两个信号输入端口连接，并由光源制备模块中产生的TTL信号符合触发以降低噪声的干扰。符合仪与计算机连接，通过分析每一个时间模式上是否存在光子，来得到高斯玻色采样计算结果。
本发明旨在提供的一种基于时间域的光学量子计算系统，并利用这套系统完成基于分子连接的反向虚拟筛选平台的构建。这套量子系统不仅可以在室温下运行，体积相对较小，并且可以较为轻松地将量子编码维度进行扩展，实现较大规模的量子计算任务。光源制备模块为飞秒脉冲激光泵浦非线性晶体产生的压缩态量子光源；两台由可编程任意波形发生器控制的电光调制器（配可放大模拟信号的功率放大器）可以对时间域上的每个模式施加高速可调谐的相位，并实现任意维度的酉演化操作。最后用纳米线超导探测器完成对时间域上所有模式上的光子数的测量。本发明具有维度（比特数）可扩展、可编程控制、可在室温大气环境下运行、稳定性高等优点。这套基于时间域的光学量子计算系统可以很好的完成高斯玻色采样任务，并通过将给定小分子和目标蛋白质分子的信息编码至该量子计算系统上，利用高斯玻色采样能够计算出小分子和目标蛋白质分子的最佳连接方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对于给定的小分子和目标蛋白质分子，通过对其药效团间距离的不同，在计算机上算出所述给定的小分子和目标蛋白质分子的绑定交互图；
S2、根据绑定交互图的邻接矩阵，通过分解该矩阵将其编码至量子反向虚拟筛选平台中；
S3、通过量子反向虚拟筛选平台进行高斯玻色采样，具体子步骤如下：
S31、利用声光调制器斩波脉冲激光并泵浦非线性晶体，得到一组压缩度不同的单模真空压缩态，将其送入量子处理单元模块的循环光路中，所述量子处理单元模块为一个由偏振分束器、第一电光调制器、偏振延时器、任意酉操作模块、第二电光调制器以及延迟模块依次布置的循环光路，所述任意酉操作模块受可编程的任意波形发生器控制，所述量子处理单元模块控制压缩态在循环光路中不断演化直至完成任意模式的高维酉操作，并将演化完成的压缩态序列送入探测模块，其中，所述循环光路中的第二电光调制器用于控制脉冲或压缩态序列在环形光路中循环的圈数，通过控制光的偏振，控制脉冲或压缩态序列继续在环形光路中演化或者离开循环光路进入探测模块；
S32、通过循环光路中的电光调制器实现一个高维的全局酉演化操作，并将演化结果输入探测模块，所述电光调制器数量为两台，且配有可放大模拟信号功率放大器并由可编程的任意波形发生器控制；
S33、通过探测模块内的超导单光子探测器对每个模式上光子数的有无进行测量，将测量结果输入计算机，得到经量子算法处理的采样结果；
S4、根据采样结果得到绑定交互图的所有全连接子图，通过对所有的全连接子图按权重大小进行排序，得到最大权重的全连接子图，从而通过该最大权重全连接子图的结构直接确定小分子和目标蛋白质分子的最佳连接方式。
2.一种基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：包括光源制备模块、量子处理单元模块、探测模块、计算机；
所述光源制备模块包括锁模脉冲激光光源、声光调制器、非线性晶体，锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经声光调制器斩波，并泵浦非线性晶体，最终得到一组不同压缩度的单模真空压缩态，将其送入量子处理单元模块；
所述量子处理单元模块为一个由偏振分束器、第一电光调制器、偏振延时器、任意酉操作模块、第二电光调制器以及延迟模块依次布置的循环光路，所述任意酉操作模块受可编程的任意波形发生器控制，所述量子处理单元模块控制压缩态在循环光路中不断演化直至完成任意模式的高维酉操作，并将演化完成的压缩态序列送入探测模块，其中，所述循环光路中的第二电光调制器用于控制脉冲或压缩态序列在环形光路中循环的圈数，通过控制光的偏振，控制脉冲或压缩态序列继续在环形光路中演化或者离开循环光路进入探测模块；
所述探测模块通过超导纳米线单光子探测器对每个模式上光子数的有无进行测量，将测量结果输入计算机；
所述计算机通过将任务编码为一串指令序列实现对所述任意波形发生器的控制，进而控制筛选平台的量子逻辑门序列并实现可编程的功能；用于对单光子探测器探测到的光子计数进行实时显示、记录以分析。
3.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述光源制备模块中，所述锁模脉冲激光光源输出高能量的脉冲光，以泵浦非线性晶体，为光量子计算机系统提供制备压缩态的光源，位于光源制备模块的最开始位置；所述声光调制器用于挑选激光脉冲，以得到所需的激光脉冲重复频率和脉冲数量；所述非线性晶体在锁模脉冲激光的泵浦下，产生相应的压缩态，从而使光量子计算机系统完成高斯玻色采样任务，放置于光源制备模块中的所述锁模脉冲激光光源之后。
4.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述光源制备模块压缩态序列的具体制备方法如下：所述锁模脉冲激光光源产生的脉冲激光经所述声光调制器斩波，形成一个由n个脉冲组成的序列；所述序列经电光调制器调节其脉冲能量，再经过一个由光栅、柱状透镜及空间光调制器组成的空间滤波器对其频谱进行调制整形，最后送入所述非线性晶体当中，产生相应的双模真空压缩态；之后双模真空压缩态经偏振变换，并通过偏振无关分束器变为与双模真空压缩态压缩度相同的单模真空压缩态，并由滤波片滤去泵浦光，最后将压缩态送入所述量子处理单元模块当中。
5.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述光源制备模块中，所述锁模脉冲激光光源本身与脉冲序列同步的电平信号可直接作为后续器件调控的时间基准。
6.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述量子处理单元模块中，所述第一电光调制器用于控制光的偏振，根据输入电平信号的状态，所述第一电光调制器将光的偏振分别调整为水平或垂直状态，并进一步控制压缩的各个模式进入不同的光路从而实现不同的操作。
7.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述压缩态序列通过所述延迟模块得到相应长度的延时，并在脉冲或压缩态序列中最后一个模式演化完成后进入到下一个演化阶段，保证演化在时序上不发生紊乱。
8.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述偏振延时器用于对每一个模式上压缩态的竖直或水平偏振分量做延时，使压缩态序列上的水平和竖直偏振分量分开，并使相邻两个模式在偏振延时器上经过延时后能在时间上重合在一起，以便对相邻两个模式实现酉操作。
9.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述任意酉操作模块包括两个由任意波形发生器进行控制的电光调制器，任意波形发生器产生可调谐电平的信号并输入电光调制器所配的可放大模拟信号的电压放大器，放大器线性放大由任意波形发生器产生的电平信号，并控制电光调制器对光信号的两种偏振之间进行连续调谐的相位调制，所述电光调制器快速地调节每一个模式上压缩态的相位，并对相邻两个模式之间实现任意的酉操作。
10.如权利要求2所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述的探测模块中，所述超导纳米线单光子探测器用于响应单光子信号，探测得知在演化后具有一个或一个以上光子的模式，通过符合仪来符合处理由超导单光子探测器输出的电平探测信号和光源制备模块中光电探测器输出的电平探测信号或脉冲激光器输出的电平同步信号，利用脉冲或压缩态序列在环形光路中演化长度的不同而改变到达探测器的时间，在做符合处理时，用作触发的电平信号在电路设置中设有相应时长延时调整。
11.如权利要求10所述的基于可编程量子计算的反向虚拟筛选平台，其特征在于：所述超导纳米线单光子探测器分别与符合仪的两个信号输入端口连接，并由光源制备模块中产生的电平信号符合触发以降低噪声的干扰，符合仪与计算机连接，通过分析每一个时间模式上是否存在光子，来得到高斯玻色采样计算结果。
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