近日，北京玻色量子科技有限公司（以下簡稱“玻色量子”）自主研發的兩大發明專利“基于光量子計算機的分子相似性計算方法和裝置”與“一種MIMO系統波束選擇雙向優化方法、裝置、介質及設備”獲得國家知識產權局授權。

這是光量子計算在藥物設計與5G通信兩大行業領域實現實用化突破的核心專利，彰顯出玻色量子在完成數十項核心自主技術專利基礎矩陣之后，又在光量子計算實用化場景驗證階段的強勁實力。這既為玻色量子實現實用化“量子計算+”的產業應用穩固筑基，也為玻色量子自主知識產權專利矩陣“添磚加瓦”。

發明專利證書

基于光量子計算機的分子相似性計算方法和裝置

傳統的藥物設計開發成本高、耗時長且失敗率高。因此，研究人員一直在尋找有著更高成功概率以提升效益藥物開發方法。藥物發現可分為基于受體和基于配體的藥物篩選。其中，基于配體的藥物篩選主要根據已知活性分子基團篩選與之相似的分子來作為先導化合物，然后進一步篩選驗證作為藥物候選分子。

現有方式是通過分子指紋在2D層面比較不同分子的相似性，但未使用分子中包含的全部有效信息，如分子的3D構象等。分子3D構象在真實反應體系中和蛋白結合時具有重要影響，而基于分子指紋方法得到的分子相似性會丟失這部分信息，因此通過分子指紋的相似性計算會導致假陽性率較高，即通過計算篩選出的高相似性化合物在真實實驗體系中并不具有活性，而且在分子數較大的化合物庫中篩選比較耗時。

因此，玻色量子自研出一種基于光量子計算機的分子相似性計算方法和裝置。基于分子結構將需要計算分子相似性的兩個分子分別轉換為分子圖，分子圖的頂點表示該分子中的各個原子，分子圖的邊表示該分子中各個原子間的化學鍵連接；利用兩個分子圖構建沖突圖，沖突圖的頂點來源于兩個分子圖中的兩兩頂點間的匹配映射，沖突圖的邊來源于沖突圖中各頂點間的判別結果。

再通過光量子計算機真機去求解沖突圖的最大加權獨立子集并獲得最大加權獨立子集中沖突圖的各個頂點的信息；通過最大加權獨立子集中沖突圖的各個頂點的信息計算兩個分子的相似性。這樣解決了傳統求解方式的求解速度慢，假陽性率高的缺點，有效提升了計算速度和準確率。

一種MIMO系統波束選擇雙向優化方法、裝置、介質及設備

大規模多輸入多輸出（MIMO）是無線通信領域的一項革命性技術，被認為是5G的關鍵技術之一。它利用基站上的大量天線來提高無線通信系統的覆蓋范圍和容量。通過利用大量天線，大規模MIMO可以同時提供多個數據流，從而實現更高的吞吐量和更好的信號質量。然而，在5G系統中實現大規模MIMO，波束選取是一個極大的挑戰。

在MIMO系統中，傳輸帶寬被劃分為子帶，MIMO波束選擇問題涉及選擇一組最大化一些性能指標（如滿足給定約束條件的單元格數量）的波束，以增強服務質量。解決MIMO波束選擇問題對于優化無線通信系統的性能至關重要。現有技術對于大規模的MIMO波束選取問題的計算存在困難，隨著波束數和柵格數量的增大，問題規模增大，計算復雜度呈指數增加，求解難度急劇增大，現有求解技術難以在較短時間內完成求解。當子波束有上百種，那么MIMO權值組就有上億種組合，基于經典計算機的優化算法，包括貪心算法，分支定界和模擬退火算法在這上億種MIMO權值組中選出最好的組合十分困難。

因此，玻色量子自研出一種MIMO系統波束選擇雙向優化方法、裝置、介質及設備。選取第一條件作為正向約束條件，第二條件作為篩選條件；依據第二二值變量表示高質量柵格總數，以確定目標函數為最大化高質量柵格總數；根據正向約束條件構建第一二值變量和第二二值變量之間的約束；根據約束形成懲罰項，將懲罰項加入目標函數以形成二次無約束二元優化模型；根據篩選條件基于波束信號強度和解進行驗證篩選，根據篩選結果確定每一扇區的波束選擇。從而高效解決了大規模MIMO的波束選擇中量子比特數龐大，量子計算資源消耗較大的問題。

玻色量子作為國內領先的光量子計算硬科技公司，一直高度重視布局光量子計算及實用化場景應用等方面的核心專利，實現量子計算的實用化落地。2022年8月，玻色量子憑借在量子科技領域持續性科技研發投入與技術突破，以及知識產權方面的前瞻性布局與成果，成功入選“2022年度北京市知識產權試點單位名單”。2022年10月，玻色量子成功入選2022年中關村企業專利與技術標準項目支持單位名單，這是對玻色量子擁有核心自主技術知識產權的高度認可。

目前，玻色量子已完成了數十項量子計算相關專利布局，并在2024年4月發布了具有550計算量子比特的新一代相干光量子計算機——天工量子大腦550W。與清華大學、北京量子信息科學研究院、光大科技、國防科技大學、天津大學、北京交通大學等國內數十所頂尖高校和研究機構、知名企業達成學術研究及產業化的聯合合作，共建技術平臺，實現“科研界+產業界”的“產學研用”協同創新。

未來，玻色量子將采取以光量子計算自主專利為核心，多行業多場景的“量子計算+”實用化創新專利為壁壘的多矩陣布局模式，不斷堅持自主創新以不斷實現技術突破！