🧪 Simulador Cuántico

Un simulador cuántico completo implementado con Flask y JavaScript, que permite simular moléculas usando métodos cuánticos avanzados.

🚀 Características

• API REST Simple: Simulación cuántica básica con respuesta inmediata
• WebSocket Tiempo Real: Progreso en tiempo real durante la simulación
• API Mock: Respuestas predefinidas para desarrollo frontend
• Simulación por Lote: Procesamiento en segundo plano para simulaciones largas
• Análisis de Interacción: Estudio de interacciones entre moléculas
• Interfaz Web Moderna: UI responsive con animaciones

📋 Requisitos

• Python 3.8+
• Flask 2.3.3+
• Node.js (para desarrollo frontend)
• Navegador web moderno

🛠️ Instalación

1. Clonar el repositorio:

   git clone <repository-url>
   cd cuantica

2. Instalar dependencias:

   pip install -r requirements.txt

3. Configurar variables de entorno (opcional, para IBM Quantum):

   # En Linux/Mac
   export IBM_QUANTUM_TOKEN=tu_api_key_de_ibm_quantum
   
   # En Windows PowerShell
   $env:IBM_QUANTUM_TOKEN="tu_api_key_de_ibm_quantum"

   O crea un archivo .env (no lo subas a Git):

   IBM_QUANTUM_TOKEN=tu_api_key_de_ibm_quantum
   SECRET_KEY=tu_clave_secreta_aleatoria
   

   IMPORTANTE: Nunca agregues tu API key directamente en el código fuente.

4. Ejecutar el servidor:

   python app.py

5. Abrir en el navegador:

   • Interfaz principal: http://localhost:5000
   • Demo interactivo: http://localhost:5000/demo
   • IBM Quantum: http://localhost:5000/ibm-quantum

🎯 APIs Disponibles

1. API REST Simple

POST /api/quantum/simple
Content-Type: application/json

{
    "molecule": "LiH",
    "parameters": {
        "basis_set": "sto3g",
        "optimizer": "COBYLA"
    }
}

2. API REST Completo

POST /api/quantum/simulate
Content-Type: application/json

{
    "molecule": "LiH",
    "parameters": {
        "basis_set": "sto3g",
        "optimizer": "COBYLA"
    }
}

3. API Mock

POST /api/mock/quantum-simulate
Content-Type: application/json

{
    "molecule": "LiH"
}

4. WebSocket

const socket = io('http://localhost:5000');
socket.emit('start_quantum_simulation', {
    molecule: 'LiH',
    parameters: {}
});

5. Simulación por Lote

POST /api/quantum/start-simulation
GET /api/quantum/status/{simulation_id}

6. Análisis de Interacción

POST /api/analyze-interaction
Content-Type: application/json

{
    "molecule1": "LiH",
    "molecule2": "H2O"
}

7. Información de Moléculas

GET /api/molecules
GET /api/molecules/{molecule_name}

🧪 Moléculas Soportadas

• LiH: Litio-Hidrógeno
• Li_GLYCINE: Litio-Glicina
• H2O: Agua

🎮 Uso del Simulador

Interfaz Principal

1. Selecciona una molécula del dropdown
2. Configura los parámetros (conjunto base, optimizador)
3. Elige el tipo de simulación:
   • Simulación Simple: Respuesta inmediata
   • Simulación Avanzada: Con más detalles
   • Simulación Mock: Para desarrollo
   • WebSocket: Con progreso en tiempo real

Demo Interactivo

Visita /demo para probar todas las funcionalidades:

• Comparación de APIs
• Análisis de interacciones
• Información de moléculas
• Pruebas de rendimiento

🔧 Desarrollo

Estructura del Proyecto

cuantica/
├── app.py                 # Servidor Flask principal
├── quantum_simulator.py   # Módulo de simulación cuántica
├── requirements.txt       # Dependencias Python
├── templates/            # Plantillas HTML
│   ├── index.html       # Interfaz principal
│   └── demo.html        # Demo interactivo
├── static/              # Archivos estáticos
│   ├── style.css       # Estilos CSS
│   └── script.js       # JavaScript
└── README.md           # Documentación

Agregar Nueva Molécula

1. Edita quantum_simulator.py
2. Agrega la molécula al diccionario molecule_data
3. Actualiza el frontend si es necesario

Agregar Nueva API

1. Define el endpoint en app.py
2. Implementa la lógica de negocio
3. Actualiza la documentación

📊 Ejemplos de Uso

JavaScript (Frontend)

// Simulación simple
async function runSimulation() {
    const response = await fetch('http://localhost:5000/api/quantum/simple', {
        method: 'POST',
        headers: { 'Content-Type': 'application/json' },
        body: JSON.stringify({
            molecule: 'LiH',
            parameters: {
                basis_set: 'sto3g',
                optimizer: 'COBYLA'
            }
        })
    });
    
    const result = await response.json();
    console.log('Energía:', result.data.energy);
}

// WebSocket
const socket = io('http://localhost:5000');
socket.on('simulation_complete', (data) => {
    console.log('Simulación completada:', data.energy);
});

Python (Backend)

from quantum_simulator import simulate_molecule

# Simular molécula
result = simulate_molecule('LiH', {
    'basis_set': 'sto3g',
    'optimizer': 'COBYLA'
})

print(f"Energía: {result['energy']} Ha")
print(f"Fuerza de interacción: {result['interaction_strength']}")

🚀 Despliegue

Desarrollo Local

python app.py

Producción

# Usando Gunicorn
gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:5000 app:app

# Usando Docker
docker build -t quantum-simulator .
docker run -p 5000:5000 quantum-simulator

🐛 Solución de Problemas

Error de Conexión

• Verifica que el servidor esté ejecutándose en el puerto 5000
• Revisa que no haya otros servicios usando el puerto

WebSocket No Funciona

• Asegúrate de que Socket.IO esté cargado
• Verifica la consola del navegador para errores

Simulación Lenta

• Usa la API Mock para desarrollo
• Considera usar simulación por lote para cálculos largos

📈 Próximas Mejoras

• Soporte para más moléculas
• Visualización 3D de moléculas
• Exportación de resultados
• Autenticación de usuarios
• Base de datos para historial
• API de machine learning

🤝 Contribuir

1. Fork el proyecto
2. Crea una rama para tu feature (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. Commit tus cambios (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. Push a la rama (git push origin feature/AmazingFeature)
5. Abre un Pull Request

📄 Licencia

Este proyecto está bajo la Licencia MIT. Ver LICENSE para más detalles.

📞 Soporte

Si tienes problemas o preguntas:

• Abre un issue en GitHub
• Contacta al equipo de desarrollo
• Revisa la documentación

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¡Disfruta simulando el mundo cuántico! 🚀⚛️