Chemie

Quantencomputing für die Chemie

MATLAB bietet ein Supportpaket, das die Weiterentwicklung des Quantencomputing in der Chemie unterstützt. Wissenschaftler können damit Quantenalgorithmen für molekulare und Materialanwendungen modellieren, simulieren und analysieren. MATLAB stellt außerdem integrierte Tools bereit und lässt sich in beliebte Quanten-Hardwareplattformen integrieren. Damit unterstützt es die Entwicklung und Bereitstellung von Quanten-Workflows für computergestützte Chemie, Wirkstoffsuche und Molekülentwicklung.

MATLAB bietet folgende Möglichkeiten: 

  • lokale Simulation von Quantenschaltkreisen und Quantenzuständen zur Lösung von molekularen und chemischen Problemen 
  • Ausführung von Quantenalgorithmen auf echter Quantenhardware über AWS®- und IBM®-Integrationen 
  • Anwendung fortschrittlicher Quantentechniken wie variationalen Quanten-Eigensolvern (VQE) für Grundzustandsberechnungen und Proteinfaltung 
  • Erforschung von Quanten-Monte-Carlo-Simulationen und Quantenoptimierungsmethoden für chemische Systeme 
  • Entwicklung und Test von quantenneuronalen Netzwerken für chemiebezogene Machine-Learning-Tasks 
  • Automatisierung, Visualisierung und gemeinsame Nutzung reproduzierbarer quantenchemischer Workflows für Forschung und Lehre 
Wortwolke mit Begriffen zu Algorithmen, Simulationstechniken und Quantencomputing in Tools für die Molekülmodellierung.

Das MATLAB Support Package for Quantum Computing

Erforschen Sie Quantenalgorithmen, simulieren Sie Schaltkreise und stellen Sie mithilfe des MATLAB Support Package for Quantum Computing eine Verbindung zu echter Quantenhardware her.

Software-Supportpakete

Quantencomputing

Verbindung mit Quantencomputern mithilfe von MATLAB über Clouddienste und Ausführung von Quantenalgorithmen.
Wichtige Schritte bei der Abbildung molekularer Energie auf einen Quantenschaltkreis zur Ermittlung des optimierten gefalteten Zustands mithilfe von VQE.

Faltung von Proteinen mithilfe eines variationalen Quanten-Eigensolvers (VQE)

Erfahren Sie, wie Sie Quantencomputing nutzen können, um mit einem variationalen Quanten-Eigensolver (VQE) für MATLAB die Proteinfaltung zu modellieren, die Grundzustandsenergie von Peptidstrukturen zu simulieren und optimierte Schaltkreise auf echten Quantenprozessoren auszuführen.

Quanten-Monte-Carlo-Simulation

Führen Sie Monte-Carlo-Simulationen in MATLAB durch. Entdecken Sie Tools für die Modellierung von Quantensystemen und chemischen Anwendungen.

Geschätzte Phase zur Berechnung des Mittelwerts der Funktion und Vergleich des Quantenwerts mit den analytischen, klassischen Monte-Carlo- und diskreten Werten.
Zweidimensionale Datenpunkte werden auf der Basis der Region ihrer X- und Y-Koordinaten mithilfe einer Zuordnungsfunktion klassifiziert.

Quantenneuronale Netze

Erfahren Sie, wie Sie ein hybrides quanten-klassisches neuronales Netzwerk in MATLAB trainieren, um das nichtlineare XOR-Klassifizierungsproblem zu lösen. Kombinieren Sie parametrisierte Quantenschaltkreise mit klassischen Schichten für eine spannende, praxisnahe Erkundung.