¿Cuál es la aplicación de la química en informática?

Fuera del hardware (que es completamente química y física), el software tiene una aplicación muy interesante de la química: el recocido simulado, que es un método de optimización. Desde la página de wikipedia:

El recocido simulado (SA) es un metaheurístico genérico probabilístico para el problema de optimización global de ubicar una buena aproximación al óptimo global de una función dada en un gran espacio de búsqueda. A menudo se usa cuando el espacio de búsqueda es discreto (p. Ej., Todos los recorridos que visitan un conjunto determinado de ciudades). Para ciertos problemas, el recocido simulado puede ser más eficiente que la enumeración exhaustiva, siempre que el objetivo sea simplemente encontrar una solución aceptablemente buena en un período de tiempo fijo, en lugar de la mejor solución posible.
El nombre y la inspiración provienen del recocido en la metalurgia, una técnica que implica el calentamiento y el enfriamiento controlado de un material para aumentar el tamaño de sus cristales y reducir sus defectos. Ambos son atributos del material que dependen de su energía libre termodinámica. Calentar y enfriar el material afecta tanto la temperatura como la energía libre termodinámica. Si bien la misma cantidad de enfriamiento trae la misma cantidad de disminución de la temperatura, traerá una disminución mayor o menor en la energía libre termodinámica dependiendo de la velocidad que ocurra, con una velocidad más lenta produciendo una disminución mayor.
Esta noción de enfriamiento lento se implementa en el algoritmo de recocido simulado como una disminución lenta en la probabilidad de aceptar soluciones peores a medida que explora el espacio de la solución. Aceptar peores soluciones es una propiedad fundamental de la metaheurística porque permite una búsqueda más amplia de la solución óptima.
El método fue descrito independientemente por Scott Kirkpatrick, C. Daniel Gelatt y Mario P. Vecchi en 1983, [1] y por Vlado Černý en 1985. [2] El método es una adaptación del algoritmo Metropolis-Hastings, un método de Monte Carlo para generar estados de muestra de un sistema termodinámico, inventado por MN Rosenbluth y publicado en un artículo por N. Metropolis et al. en 1953. [3]

Es mucho más ingeniería informática que informática, pero sigue siendo muy, muy útil. Cosas que he encontrado:

  • Toda la tecnología de proceso VLSI tiene que ver con la química de semiconductores. Toneladas de cosas aquí.
  • Empaque: encontrar el material adecuado para los sustratos del paquete, tratado exactamente de la manera correcta.
  • Fabricación de placas: el material adecuado para las velocidades de señal que está utilizando y el coeficiente térmico de expansión adecuado (también se aplica al embalaje).
  • Soldadura: los nuevos requisitos para la fabricación sin plomo han llevado a las personas a una soldadura sin plomo.
  • Enfriamiento: estamos llegando a una coyuntura en la que las personas se volverán mucho más serias sobre el enfriamiento por líquido. El refrigerante correcto es un gran problema.

Déjame darte una opinión muy diferente de las respuestas a continuación.

Estás en un programa de ciencias de la computación, donde estás siendo entrenado para ser un científico (no un programador). Como científico, se espera que tenga cierta alfabetización básica cuando se trata de otras ciencias, e idealmente alguna pista sobre las humanidades. Este conocimiento es el mínimo absoluto necesario para ser considerado una persona educada en esta sociedad en este momento de la historia.

Si prefiere una respuesta más práctica: hay relativamente pocos puestos de investigación en ciencias de la computación, y hay bastante competencia para ellos. Incluso hay pocos puestos que requieren conocimientos de ciencias de la computación y química, o ciencias de la computación y materiales, o ciencias de la computación o geología … y muy poca competencia. Todo el campo de la supercomputación (que tiende a estar bastante bien financiado) necesita científicos informáticos que estén familiarizados con la ciencia del clima, la óptica, la física cuántica, la dinámica molecular, el flujo turbulento … y sigue y sigue y sigue. Incluso obtener un menor en un campo como la química abrirá oportunidades de empleo que de otro modo estarían cerradas para usted.

Existen numerosas aplicaciones de la química en CS. La mayoría de los algoritmos CS contienen procedimientos que se llevan a cabo en el mundo natural y los observamos a medida que ocurren en nuestra vida diaria. Tal como dijo Anurag Mendhekar , la Química se usa en Inteligencia Artificial para encontrar la mejor solución a un problema. También hay varios otros aspectos importantes de la química que contribuyen a la informática.

El estudio de la genética y la bioinformática requiere el estudio de los productos químicos y sus reacciones dentro del cuerpo humano, que luego se procesa a través de algoritmos diseñados por nuestros sistemas informáticos. Ahora, si desconoce la actividad química dentro del cuerpo humano, ¿cómo espera crear un algoritmo eficiente que sea aplicable prácticamente?

La física del estado sólido también contiene elementos de química. Los discos duros de estado sólido creados para arranques rápidos de sistemas están diseñados según los conceptos de la química. Puedes decir que, donde quiera que haya electrónica, tienes Física. Y donde hay Física, también hay Química, incluso si no a gran escala.

Gracias por el A2A.

Para ser honesto, odiaba la química pero amaba la biología y la informática. Gracias al sistema educativo, no hay opción para que un estudiante busque Bio en lugar de Química y también seleccione CS como opcional.

De todos modos, la cuestión es que nos piden que aprendamos química, pero no hay una aplicación directa. Aunque debe saber que el primer año de cualquier curso, ya sea CS o Mech o cualquier otro campo, tiene una parte de todos los otros cursos y sí, eso incluye Química. Entonces, te guste o no, usarás lo que sabes en química y lo continuarás durante todo un año.

Espero que esto ayude 🙂

Lo primero que viene a la mente es la ciencia de encontrar los materiales apropiados para ser utilizados como grasa térmica.

En general, el campo de la ciencia de los materiales tiene muchas aplicaciones al construir sistemas cada vez más grandes y complejos.