SDK de Química para Computación Cuántica: pyChemiQ

pyChemiQ es una librería de software en Python desarrollada por Origin Quantum para la simulación y el cálculo de sistemas fermiónicos, compatible tanto con ordenadores cuánticos reales como con máquinas virtuales. Admite la personalización de mapeos, ansatzes y optimizadores, facilitando enormemente el desarrollo secundario. Este paquete ofrece una plataforma sencilla, ligera y eficiente para ejecutar cálculos de química cuántica y desarrollar nuevos métodos.

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Software de química computacional cuántica ChemiQ

Introducción a pyChemiQ

pyChemiQ simplifica la conversión entre la estructura molecular de entrada y los circuitos cuánticos, reduciendo los conocimientos especializados necesarios para adentrarse en este campo. De este modo, facilita a los investigadores la resolución y el estudio de problemas de estructura electrónica en ordenadores cuánticos.

pyChemiQ ofrece un conjunto amplio y flexible de interfaces para la generación de hamiltonianos, la personalización de circuitos ansatz y la optimización de sus parámetros. Además de utilizar las interfaces básicas para los cálculos, es posible configurar un archivo de parámetros para la ejecución directa. Las funciones avanzadas requieren licencia y se activan mediante dicho archivo tras su autorización. Asimismo, permite acortar los circuitos cuánticos y reducir el tiempo de ejecución mediante métodos de optimización integrados, contando además con interfaces específicas para la configuración del número de cortes (slices), el truncamiento de ansatz y el ajuste de parámetros iniciales MP2.

pyChemiQ permite resolver problemas de química cuántica mediante la simulación de moléculas en ordenadores cuánticos empleando métodos de campo medio y poscampo medio.

from qmolecule import *

multiplicity=1
charge=0
basis="sto-3g"
geom="H 0 0 0, H 0 0 0.74"

mol=Molecules(
    geometry=geom,
    basis=basis,
    multiplicity=multiplicity,
    charge=charge
)

energy1=mol.calculate_energy(mode='HF')
energy2=mol.calculate_energy(mode='MP2')
print(energy1, energy2)

Características principales

Cálculo eficiente

Cálculo eficiente

pyChemiQ aprovecha la superposición y la coherencia de los cúbits para modelar de forma eficiente las funciones de onda electrónicas, adaptándose de manera natural a los sistemas moleculares y superando la «barrera exponencial» de los métodos clásicos.

Fácil de usar

Fácil de usar

Cuenta con un alto nivel de encapsulamiento y resulta muy intuitivo para principiantes, ofreciendo flujos de trabajo optimizados para empezar rápidamente. Se combina con el cliente ChemiQ para el modelado y la visualización de resultados.

Completo y flexible

Completo y flexible

Soporta las funciones fundamentales de la química cuántica, integra módulos híbridos clásico-cuánticos y permite extensiones personalizadas para adaptarse a diversas necesidades.

Recursos de aprendizaje

Recursos de aprendizaje

Ofrece documentación detallada, tutoriales y ejemplos prácticos. Permite trabajar fácilmente incluso sin escribir código, resultando ideal para la docencia y la investigación.

Algoritmos cuánticos eficientes

Algoritmos cuánticos eficientes

Simula sistemas fermiónicos que representan estructuras electrónicas con gran velocidad y precisión, superando el rendimiento de los métodos tradicionales.

Desarrollo flexible

Desarrollo flexible

Incluye opciones predeterminadas y parámetros personalizables que facilitan el desarrollo secundario y el ajuste fino de algoritmos.

Casos de uso de la computación cuántica

Diseño de fármacos

Cubre todo el ciclo de descubrimiento de fármacos: cribado virtual, optimización de afinidad/selectividad y optimización multiatributo para incrementar la eficiencia y la tasa de éxito.

Simulación química

Permite estudiar mecanismos de reacción, optimizar rutas sintéticas y predecir estados de transición para perfeccionar catalizadores y aumentar el rendimiento.

Diseño de materiales

Permite el modelado multiescala, desde el nivel electrónico hasta la microestructura, ideal para la innovación en materiales funcionales y energéticos.

Cálculo teórico

Representa con precisión nubes electrónicas, orbitales y funciones de onda, facilitando la identificación de puntos de reactividad y el análisis de la estructura molecular.

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