化学

MATLAB は、化学分野での量子計算を推進するためのサポートパッケージを提供しています。これにより研究者は、分子や材料の応用に向けた量子アルゴリズムのモデル化、シミュレーション、解析を行うことができます。また、MATLAB では、広く利用されている量子ハードウェア プラットフォームと統合する組み込みツールも提供しており、計算化学、創薬、および分子設計の量子ワークフローの開発と展開をサポートしています。

MATLAB を使用すると、以下を行うことができます。

  • 量子回路と量子状態をローカルでシミュレーションし、分子と化学の課題に対応
  • AWS® および IBM® との統合を通じて、実際の量子ハードウェア上で量子アルゴリズムを実行
  • 変分量子固有値ソルバー (VQE) などの高度な量子手法を、基底状態の計算やタンパク質フォールディングに適用
  • 化学システム向けに、量子モンテカルロ シミュレーションや量子最適化手法を活用
  • 化学関連の機械学習タスクに向けた量子ニューラル ネットワークの開発とテスト
  • 研究や教育に役立つ再現可能な量子化学ワークフローの自動化、可視化、共有
分子モデリングツールにおけるアルゴリズム、シミュレーション手法、量子計算に関連する用語を示すワードクラウド。

MATLAB Support Package for Quantum Computing

MATLAB Support Package for Quantum Computing を使用すると、量子アルゴリズムを検証でき、回路のシミュレーションや実際の量子ハードウェアへの接続も行えます。

ソフトウェア サポート パッケージ

量子計算

クラウドサービスを介して MATLAB で量子コンピューターに接続し、量子アルゴリズムを実行するイメージ。
分子エネルギーを量子回路にマッピングし、最適化された折り畳み状態を VQE を用いて得るための主要な手順。

変分量子固有値ソルバー (VQE) を使用したタンパク質フォールディング

量子計算を活用し、MATLAB の変分量子固有値ソルバー (VQE) を使用してタンパク質フォールディングをモデル化する方法をご紹介します。ペプチド構造の基底状態のエネルギーをシミュレーションし、実際の量子プロセッサ上で最適化された回路を実行する方法も習得できます。

量子モンテカルロ シミュレーション

MATLAB で量子モンテカルロ シミュレーションを実行できます。量子システムのモデル化や化学分野への応用に役立つ強力なツールをご覧ください。

推定位相を用いて関数の平均値を計算し、量子値を解析値、古典モンテカルロ法の値、離散値と比較した図。
マッピング関数を用いて、2 次元データポイントを X 座標と Y 座標の領域に基づき分類した図。

量子ニューラル ネットワーク

MATLAB でハイブリッド量子-古典ニューラル ネットワークに学習させ、非線形 XOR の分類問題を解決する方法をご紹介します。パラメーター化された量子回路を古典的なレイヤーと組み合わせて、実践的に探究を深めることができます。