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Colloque
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Renato Olarte Hernandez : Université de Sherbrooke
Comment utiliser un algorithme quantique pour la spectroscopie moléculaire ?
Déterminer la structure vibronique d’un spectre d’absorption est une tâche computationnellement exigeante. Cela nécessite d’estimer l’ensemble des intégrales de Franck-Condon (FC), qui dépendent des modes normaux de vibration et de leurs combinaisons lors des réarrangements électroniques et structuraux induits par la transition électronique.
Si cette tâche représente un défi pour les ordinateurs classiques, les ordinateurs quantiques offrent une alternative prometteuse en exploitant leur nature intrinsèque. L’approche consiste à utiliser la TD-DFT (Time-Dependent Density Functional Theory) pour obtenir les propriétés électroniques et vibrationnelles des états fondamental et excité. Ces informations servent ensuite de base au circuit quantique de Doktorov, conçu pour calculer les facteurs de Franck-Condon.
Nous détaillerons la mise en œuvre de cette méthode en langage quantique, notamment à travers la Trotterisation, en illustrant son application avec le cas du phénol.
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
7 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
