Quantenmechanische Simulationen

Quantenmechanische Simulationen

Auftragsforschung auf molekularer Ebene

CreativeQuantum hat sich auf die Durchführung von Quantenmechanik-basierter Forschung und Entwicklung für die chemische und pharmazeutische Industrie spezialisiert. Hierbei berechnen wir chemische und physikalische Eigenschaften von Substanzen und Materialien und klären chemische Reaktionen und Prozesse im Detail auf. Unseren Kunden bieten wir die Unterstützung bei der Entwicklung kreativer rohstoff- und energieeffizienter Produktionsprozesse mit einzigartigen Methoden an. Hierzu wenden wir innovative Optimierungsalgorithmen an.

Leistungen

Wir bieten umfangreiche Services an, die es dem Kunden ermöglichen von quantenchemischen Untersuchungen zu profitieren, auch ohne dass er Expertenwissen über die Technologie haben muss, oder die dazu notwendige Infrastruktur selbst besitzt.

Wir bieten unseren Kunden einen Rundumservice an.

  • Wir identifizieren mit unseren Kunden zusammen die konkreten Fragestellungen
  • Wir erarbeiten ein Paketangebot, aus dem der Kunde die beste Balance aus Informationen, Zeit und Preis auswählen kann
  • Wir führen mit unserem interdisziplinären naturwissenschaftlichen Team die Untersuchungen und Simulationen durch
  • Die Simulationen und Daten unserer Kunden werden auf unseren eigenen offline Computerclustern verschlüsselt verwaltet
  • Wir werten die Simulationen aus und liefern unseren Kunden allgemeinverständliche eine Dokumentation der Ergebnisse in wissenschaftlicher Qualität ab
  • Wir stellen unseren Kunden vor Ort die wichtigsten Ergebnisse vor und schlagen mögliche fachliche Konsequenzen vor
  • Unsere Projektlaufzeiten betragen meistens 2 bis 6 Monate
  • Unsere Preise pro Projektmonat sind oft geringer als bei Forschungsinstituten

Datensicherheit

Firmeneigene Computer (Offline), Verschlüsselte Daten, Verschlüsselter Datenaustausch

Chemische Reaktionen

Analyse und Evaluierung von chemischen Reaktionen

Materialien

Analyse und Evaluierung von funktionellen Materialien

Virtuelle Screenings

Hochdurchsatz-Testung von neuen Synthesen oder Materialien

Genetische Algorithmen

Evolutionäre Optimierung von Synthesen oder Materialien

Künstliche Intelligenz

Analyse und Optimierung von Synthesen oder Materialien mittels maschinellen Lernens

Datensicherheit

Der vertrauenswürdige Umgang mit den Daten unserer Kunden ist für uns von fundamentaler Bedeutung. Deshalb ist es essentiell den exklusiven Zugriff auf die Computerinfrastruktur zu haben und diese nicht durch Cloud-Computing zu verlieren. Deshalb setzen wir seit Beginn an auf unser eigenes Hochleistungsrechenzentrum an unserem Firmenstandort. Der Datenaustausch und die Datenspeicherung ist ebenfalls von großer Bedeutung, weshalb wir auch hierzu mehrere Ebenen der Verschlüsselung anwenden. Unsere Sicherheitsstandards übertreffen die von Hochschulen und von den meisten kleinen und mittleren Unternehmen.

Chemische Reaktionen

Der Verlauf von chemischen Reaktionen ist oft unbekannt. Eine Synthese kann man durch Versuch und Irrtum oder mit Hilfe der Kombination von Simulationen und Experimenten effizient verbessern.

Durch Reaktionsmechanismus-Analysen wird das Verständnis für die Synthese wesentlich erhöht und somit eine wissensbasierte Optimierung des Umsatzes und der Selektivität ermöglicht.

Hierzu bestimmen wir die thermodynamischen Daten für denkbare Einzelreaktionsschritte der chemischen Reaktionen. Aus diesen gewonnenen Daten lässt es sich aufzeigen, welche Reaktionsschritte optimiert und wie Nebenreaktionen vermieden werden können.



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Materialien und Materialeigenschaften

Wir besitzten die Fähigkeiten, eine Vielfalt an physikalischen und chemischen Materialeigenschaften zu ermitteln. Neben der Untersuchung von Einzelnmolekülen (z.B. Redox-Potentiale, HOMO-LUMO-Level, NMR-Shifts, Acidität, Stabilität uvm.) bieten wir auch die Bestimmung von makroskopischen Eigenschaften an, die auf intermolekularen Wechselwirkungen beruhen (z.B. Dichte, Schmelzpunkte, Glasübergangstemperaturen, Mischbarkeit, Quellverhalten).

Die Morphologie und die Dynamik von Materialmischungen lassen sich heutzutage ebenfalls untersuchen.



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Virtuelles Screening

Wir untersuchen systematische Veränderungen von Reaktionsbedingungen, Katalysatoren, funktionellen Materialien oder Materialmischungen und können somit erfolgversprechende Veränderungen identifizieren, noch bevor die kosten- und zeitintensive Synthese, Charakterisierung, Testung und instrumentelle Analytik in einem Laboratorium erfolgen muss.

Durch virtuelle High-Throughput-Screenings sind wir z.B. in der Lage hunderte von Reaktionen oder tausende Materialien in multiplen Dimensionen zu analysieren und die Interaktion zwischen verschieden Variationen im gleichen System erkennen. Oft bewirkt die Kombination von mehreren Veränderungen den gewünschten Effekt.



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Genetische Algorithmen

Ist der Variationsraum zu groß, um mittels virtuellem High-Throughput-Screening nach einer Verbesserung einer Reaktion oder eines Materials zu suchen, bieten wir die Optimierung auf Basis von genetischen Algorithmen (bzw. evolutionären Algorithmen) an. Hierbei wird ein System, wie bei der Evolution, zufällig verändert und je nach Erfolg der Veränderung wird diese neue Eigenschaft an weitere Generationen des Systems übergeben.

Mit Hilfe von Genetischen Algorithmen lassen sich Systeme, die eine Vielzahl an Variationen erlauben, per natürlicher Auslese optimieren. Innerhalb von wenigen Generationen ist dann das Erreichen eines globalen Optimums für die ausgewählten Variationsparameter erreichbar.



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Künstliche Intelligenz

Durch die signifikante Zunahme an verfügbaren Daten, kann die Auswertung von Messdaten und die Identifikation einer Korrelation mit den Reaktions- oder Materialeigenschaften für den Menschen zu komplex werden, um in einem überschaubaren Zeitraum zu reproduzierbaren und objektiven Beurteilungen zu kommen.

Mit Hilfe unserer selbst entwickelten künstlichen „chemischen Intelligenz“ können wir große Datenmengen analysieren und Voraussagen über aussichtsreiche Veränderungen am System treffen.



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Standorte

Hauptsitz

Deutschland, Berlin

CreativeQuantum GmbH
12489 Berlin, Am Studio 2

Zentrale Asien

Japan, Tokyo

CREATIVEQUANTUM JAPAN INC.

4-16-2 SHIBA MINATO-KU
108-0014 TOKYO JAPAN


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