A inteligência artificial pode ser usada para prever funções de ondas moleculares e as propriedades eletrônicas das moléculas. Este método inovador de IA desenvolvido por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Warwick, a Universidade Técnica de Berlim e a Universidade de Luxemburgo, poderia ser usado para acelerar o projeto de moléculas de drogas ou novos materiais.

Inteligência artificial e algoritmos de aprendizado de máquina são usados ​​rotineiramente para prever nosso comportamento de compra e reconhecer nossos rostos ou caligrafia. Na pesquisa científica, A Inteligência Artificial está se estabelecendo como uma ferramenta crucial para a descoberta científica.

Na quimica, A IA tornou-se fundamental para prever os resultados de experimentos ou simulações de sistemas quânticos. Para alcançar isto, A IA precisa ser capaz de incorporar sistematicamente as leis fundamentais da física.

Uma equipe interdisciplinar de químicos, físicos, e cientistas da computação liderados pela Universidade de Warwick, e incluindo a Universidade Técnica de Berlim, e a Universidade de Luxemburgo desenvolveram um algoritmo de aprendizado de máquina profundo que pode prever os estados quânticos das moléculas, as chamadas funções de onda, que determinam todas as propriedades das moléculas.

A IA consegue isso aprendendo a resolver equações fundamentais da mecânica quântica, como mostrado em seu artigo "Unificando aprendizado de máquina e química quântica com uma rede neural profunda para funções de onda molecular, " publicado em Nature Communications .

Resolver essas equações da maneira convencional requer recursos de computação de alto desempenho maciço (meses de tempo de computação), o que normalmente é o gargalo para o projeto computacional de novas moléculas construídas para fins específicos para aplicações médicas e industriais. O algoritmo de IA recém-desenvolvido pode fornecer previsões precisas em segundos em um laptop ou telefone celular.

O Dr. Reinhard Maurer, do Departamento de Química da Universidade de Warwick, afirma:"Este foi um esforço conjunto de três anos, que exigia conhecimento de ciência da computação para desenvolver um algoritmo de inteligência artificial flexível o suficiente para capturar a forma e o comportamento das funções de onda, mas também know-how de química e física para processar e representar dados químicos quânticos de uma forma que seja gerenciável para o algoritmo. "

A equipe se reuniu durante um programa de bolsa interdisciplinar de três meses no IPAM (UCLA) sobre o assunto de aprendizado de máquina em física quântica.

O Prof. Dr. Klaus Robert-Muller do Instituto de Engenharia de Software e Ciência da Computação Teórica da Universidade Técnica de Berlim diz:“Este trabalho interdisciplinar é um avanço importante, pois mostra que, Os métodos de IA podem executar com eficiência os aspectos mais difíceis das simulações moleculares quânticas. Nos próximos anos, Os métodos de IA se estabelecerão como parte essencial do processo de descoberta em química computacional e física molecular. "

O professor Dr. Alexandre Tkatchenko, do Departamento de Física e Pesquisa de Materiais da Universidade de Luxemburgo, afirma:"Este trabalho permite um novo nível de design de compostos, onde as propriedades eletrônicas e estruturais de uma molécula podem ser ajustadas simultaneamente para atingir os critérios de aplicação desejados."