¿Cómo se usa Python en química computacional?

Python se está utilizando en química computacional a un ritmo creciente. Al igual que otros lenguajes se usaron en la educación de Computational Chem, python se está utilizando para crear nuevos programas, muchos de ellos, si no la mayoría, códigos de código abierto.

Tengo un par de amigos que usan python para diseñar algoritmos de aprendizaje automático para cálculos de química cuántica; predecir propiedades cuantitativamente más precisas de diferentes materiales y compuestos, con resultados calibrados sobre datos experimentales.

Si bien es cierto que la mayoría de los programas de química computacional y física de la materia condensada están escritos en C y FORTRAN, Python está ganando MUCHO interés porque permite a los químicos aprender a codificar más rápido y de manera más eficiente, es decir, traducir el lenguaje químico / físico a código.

Además, Python es un gran jugador en Machine Learning y Data Science, los cuales se están implementando en toda la ciencia: con más datos disponibles que nunca, los científicos están usando Python para abordar problemas de química computacional a gran escala.

He encontrado paquetes de Python para

1) Propiedades termodinámicas de materiales y diagramas de fase.

2) motores de búsqueda de aprendizaje automático para predecir las propiedades termoeléctricas de los compuestos

3) Cálculos estrictos para el transporte electrónico.

3) ¡Cualquier cosa que se te ocurra que Python podría ayudarte a lograr!

Mira los siguientes enlaces.

MDTraj – Documentación MDTraj 1.9.0 – este paquete ayuda a procesar archivos de trayectoria

PyEMMA – Algoritmos del Modelo Markov de Emma – este paquete ayuda a construir el Modelo del Estado Markov para trayectorias MD

ehthiede / EMUS: este repositorio de github python hace un nuevo algoritmo de muestreo general para simulaciones de energía gratuitas

OpenMM: ¡esto ejecuta la simulación MD en sí misma!

¡Hay muchos más, por supuesto! Ni siquiera he mencionado al caballo de batalla como numpy, scipy, matplotlib y pandas. Esos cuatro paquetes se consideran esenciales para que yo pueda realizar operaciones numéricas para procesar los resultados de la simulación y representarlos en figuras. ¡En mi opinión, utilizar esos cuatro paquetes le permite hacer algo similar a lo que los ingenieros usan con MATLAB sin ningún costo! También hay varios paquetes de aprendizaje automático escritos en python.

Si eres un aspirante a químico teórico, ¡aprende el idioma! Pronto se escribirán más códigos para la química teórica en python.

Hay muchos intentos que intentan usar Python como un lenguaje principal de programación para hacer una investigación de química computacional hasta ahora; sin embargo, al mismo tiempo, también hay muchos competidores. Esta lista incluye muchos paquetes conocidos de química cuántica, así como paquetes de programas de dinámica molecular de la química teórica. Compruébelo → Lista de software de química cuántica y física de estado sólido – Wikipedia. Como se puede ver, la mayoría de los programas en química computacional están escritos en lenguajes Fortran o C debido a sus altos rendimientos. Además, los programas más populares se realizaron durante la década de 1980 que Python no se había lanzado en ese momento.

Además, hay muchas universidades famosas que usan Python con fines académicos, dice que enseñar a estudiantes universitarios en ciencias porque Python es un código amigable y fácil de aprender en lugar de otra programación lang8.

Por otro lado, me gustaría sugerirle que vea este sitio web en el que usa Fortran y C para hacer un mini proyecto en el curso de Estructura Electrónica Molecular impartido por el Prof. Hirata So Hirata Group (UIUC).

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