Desenvolvimento de algoritmos variacionais com otimização de parâmetros para desdobramento molecular

• Processo: 25/00153-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação
• Pesquisador responsável: Felipe Fernandes Fanchini
• Beneficiário: Iann Cunha
• Instituição Sede: Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Computação quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Algorítimos Quânticos | computação quântica | Computação Quântica

Resumo

Este projeto de pesquisa se concentra no avanço de algoritmos quânticos para resolver problemas de otimização combinatória, com uma aplicação primária ao desdobramento molecular - um processo crítico na engenharia de proteínas e descoberta de medicamentos. O problema do desdobramento molecular busca configurações que maximizem a área de superfície molecular ou distâncias atômicas internas, essenciais para a compreensão de funções biológicas. Esse problema pode ser formulado como um problema de otimização QUBO, que por sua vez pode ser transcirto em Hamiltonianos para realização de simulações em circuitos quânticos. Com isso, o enfoque do trabalho será explorar algoritmos quânticos como VQE, QAOA e QAA, incorporando termos contradiabáticos para melhorar o desempenho dessas abordagens. Além disso, serão empregados otimizadores como o DARBO e técnicas de aprendizado por reforço para ajustar os parâmetros do algoritmo, promovendo implementações eficientes em dispositivos NISQ. Este trabalho abre caminho para avanços na física e química computacional e na biofísica, impulsionando a inovação na descoberta científica e na tecnologia.