定量生物学 > 定量方法
[提交于 2025年10月14日
]
标题: 一种用于建模单细胞转录组的量子生成框架,考虑基因-基因和细胞-细胞相互作用
标题: A Quantum Generative Framework for Modeling Single-Cell Transcriptomes with Gene-Gene and Cell-Cell Interactions
摘要: 单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据模拟受到经典方法的限制,这些方法依赖于线性相关性,无法捕捉内在的非线性依赖关系以及基因-基因和细胞-细胞的同时相互作用。 我们引入了qSimCells,一种新颖的量子-经典混合模拟器,利用量子纠缠来模拟单细胞转录组。 核心创新是一种量子核,它使用带有CNOT门的参数化量子电路,以明确的方向性(因果性)对复杂的非线性基因调控网络(GRN)和细胞间通信拓扑进行编码。 合成数据表现出挑战标准分析的非经典依赖关系。 我们证明了经典相关性方法(皮尔逊和斯皮尔曼)未能重建完整的程序化量子因果路径,而是报告了由高基础基因表达概率驱动的虚假统计特征。 将CellChat2.0应用于模拟的细胞间通信验证了真正的机制联系,只有在量子纠缠激活时才显示出通信概率的显著相对增加(最多75倍)。 这项工作证实了量子核对于创建高保真真实数据的重要性,突显了需要先进的推断技术来捕捉基因调控中固有的复杂非经典依赖关系。
当前浏览上下文:
q-bio.QM
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.