Quantum Molecular Computing

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test

Click to see the code imports

from qiskit import QuantumCircuit

import schemdraw
import schemdraw.logic as logic
import schemdraw.elements as elm

from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import Draw
from rdkit.Chem.Draw import rdMolDraw2D
from IPython.display import SVG

This is the first post in a Quarto blog. Welcome!

Click to see the Qiskit circuit setup code

# 1. Vous créez votre circuit
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)          # Porte de Hadamard
qc.cx(0, 1)      # Porte CNOT (intrication)
qc.measure_all()

# 2. Vous affichez le circuit avec un rendu pro
qc.draw(output='mpl') # 'mpl' utilise Matplotlib pour un dessin haute résolution

Figure 1: Quantum circuit for Bell State generation.

# Création du dessin
with schemdraw.Drawing() as d:
    # 1. Porte logique standard (AND)
    A = d.add(logic.And())
    
    # 2. Porte NOT connectée à la sortie de la porte AND
    d.add(logic.Not().at(A.out))
    
    # 3. Une ligne vers la droite
    L = d.add(elm.Line().right().length(2).label('State |ψ⟩', loc='top'))
    
    # 4. Pour un cercle customisé, on utilise elm.Dot ou les formes 'shapes' :
    # Solution A : Un grand point / nœud coloré (très simple)
    d.add(elm.Dot(radius=0.5).at(L.end).color('lightblue').label('Molecule\nNode', loc='center', color='black', fontsize=9))
    
    # Solution B : Pour faire vos propres boîtes "boîte noire" quantique :
    d.add(elm.Line().right().length(1.5))
    d.add(elm.Ic(pins=[elm.IcPin(name='In', side='left'), 
                       elm.IcPin(name='Out', side='right')],
                 size=(2, 2)).label('Custom\nGate', loc='center'))

flowchart LR
    A["Initial State |0⟩"] --> B["Molecular Hamiltonian"]
    B --> C{"VQE Optimization"}
    C -->|Update parameters| B
    C -->|Converged| D["Ground State Energy"]

# 1. Définir la molécule à partir de sa chaîne SMILES
# Exemple : La caféine
caffeine_smiles = "CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C"
mol = Chem.MolFromSmiles(caffeine_smiles)

# 2. Préparer un dessin vectoriel haute définition (SVG)
drawer = rdMolDraw2D.MolDraw2DSVG(450, 300) # Largeur, Hauteur

# Options d'esthétique scientifique
options = drawer.drawOptions()
options.addAtomIndices = True  # Affiche le numéro de chaque atome (très utile pour référencer vos qubits !)
options.bondLineWidth = 2      # Épaisseur des liaisons chimiques

# 3. Mettre en évidence des atomes spécifiques 
# Imaginons que les atomes 4, 5 et 6 forment le sous-système quantique que vous étudiez :
target_atoms = [4, 5, 6]
target_bonds = [mol.GetBondBetweenAtoms(4, 5).GetIdx(), mol.GetBondBetweenAtoms(5, 6).GetIdx()]

# Dessiner la molécule avec surlignage
drawer.DrawMolecule(
    mol, 
    highlightAtoms=target_atoms, 
    highlightBonds=target_bonds,
    highlightAtomColors={4: (0.7, 0.9, 1.0), 5: (0.7, 0.9, 1.0), 6: (0.7, 0.9, 1.0)} # Bleu clair
)
drawer.FinishDrawing()

# 4. Afficher directement dans Quarto
svg = drawer.GetDrawingText()
SVG(svg)

# Initialiser le dessin vectoriel
with schemdraw.Drawing() as d:
    d.config(fontsize=12, unit=2.5)

    # 1. Ajouter la porte XOR (Somme)
    xor = d.add(logic.Xor().label('Sum ($S$)', loc='right'))
    
    # 2. Entrées A et B
    line_A = d.add(elm.Line().left(2).at(xor.in1).label('A', loc='left'))
    line_B = d.add(elm.Line().left(2).at(xor.in2).label('B', loc='left'))

    # 3. Ajouter la porte AND (Retenue / Carry) en dessous
    d.add(elm.Line().down(2).at(xor.in1))
    d.add(elm.Dot()) # Point de connexion (jonction)
    
    and_gate = d.add(logic.And().at((xor.in1[0] + 1.5, xor.in1[1] - 2.5)).label('Carry ($C$)', loc='right'))
    
    # Connexions vers la porte AND
    d.add(elm.Wire('|-').to(and_gate.in1))
    d.add(elm.Line().down(1.7).at(xor.in2))
    d.add(elm.Dot())
    d.add(elm.Wire('|-').to(and_gate.in2))

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