Επανάσταση στην κβαντική χημεία: Η AI λέει ακριβώς Electron Energy!

Επανάσταση στην κβαντική χημεία: Η AI λέει ακριβώς Electron Energy!

Heidelberg, Deutschland - Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης (AI) στην κβαντική χημεία γίνεται όλο και πιο σημαντική, ειδικά όσον αφορά την πρόβλεψη της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων σε μοριακά κβαντικά συστήματα. Το έργο "Quantum Chemistry Without Wave", με επικεφαλής τους επιστήμονες Fred Hamprecht, καθηγητή Andreas Dreuw και καθηγητή Maurits W. Haverkort, στοχεύει στην απλοποίηση των πολύπλοκων υπολογισμών σε μοριακό επίπεδο με τη βοήθεια των τελευταίων μεθόδων AI. Σύμφωνα με το uni-heidelg.de , ο υπολογισμός του ηλεκτρόνου στο περιβάλλον του classical του classics είναι ένα contread of the Contrencular-Molecular-quantum-quantum-quantum. Επειδή εξαρτώνται από τη διανομή και την πυκνότητα των ηλεκτρονίων.

Τα μόρια αποτελούνται από θετικά φορτισμένα ατομικά πυρήνες και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Ενώ η κινητική ενέργεια στην κλασσική φυσική μπορεί εύκολα να υπολογιστεί, η κατάσταση είναι πολύ πιο περίπλοκη σε μοριακό επίπεδο. Η απαραίτητη περιγραφή γίνεται με μια "λειτουργία κύματος" που εξαρτάται από τις συντεταγμένες όλων των ηλεκτρονίων. Επί του παρόντος δεν υπάρχει επαρκώς ακριβής φόρμουλα για τον υπολογισμό της κινητικής ενέργειας χωρίς αυτή τη λειτουργία κύματος. Ωστόσο, η χρήση του AI θα μπορούσε να ανοίξει νέες δυνατότητες εδώ, αντλώντας ολόκληρη την ενέργεια από την πυκνότητα ηλεκτρονίων.

Έργα και πρόοδο στην κβαντική χημεία

Εκτός από τις προσπάθειες στη Χαϊδελβέργη, το έργο KID-QC2 (σχεδιασμός με βάση το ΑΙ για κλιμακωτά, αποτελεσματικά και εξαιρετικά δομημένα κβαντικά κυκλώματα για την κβαντική χημεία) ερευνά τη βελτιστοποίηση των κύκλων κβαντικής μεταγωγής. Αυτή η πρωτοβουλία, η οποία διεξάγεται σε συνεργασία μεταξύ του Fraunhofer IIS και του Προέδρου του Κβαντικού Αλγόριθμου στο Πανεπιστήμιο του Augsburg, στοχεύει να ξεπεράσει τις κλασικές αριθμητικές διαδικασίες για την αντιμετώπιση σύνθετων μοριακών συστημάτων. Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να παρέχουν δυνητικά ταχύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα στην προσομοίωση των μοριακών αντιδράσεων, όπως το iis.fraunher.de

Το έργο KID-QC² χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Οικονομικών, Κρατικής Ανάπτυξης και Ενέργειας με 1,03 εκατομμύρια ευρώ και έχει μια περίοδο έργου μέχρι το τέλος του 2026. Στο πλαίσιο αυτό, ο Δρ Daniel Scherer από το Fraunhofer IIS με τη σημασία της συνεργασίας με τον καθηγητή Jakob Kottmann από το Πανεπιστήμιο του Augsburg για την ανάπτυξη ισχυρών εργαλείων με βάση το AI για την Quantum Chactry.

Το μέλλον της κβαντικής χημείας

Η χρήση τεχνολογιών AI θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια μετατόπιση της κβαντικής χημείας. Ο συνδυασμός του AI και της κβαντικής πληροφορικής ανοίγει νέους τρόπους επιστημονικής έρευνας, ειδικά στον αυτοματισμό και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών σχεδιασμού για κβαντικά κυκλώματα. Ως εκ τούτου, η πρόβλεψη και η διερεύνηση σύνθετων μοριακών συστημάτων θα μπορούσαν να επανάσταση, η οποία έχει τεράστια συνάφεια κυρίως λόγω των ορίων των σημερινών κβαντικών υπολογιστών, όπως ο περιορισμένος αριθμός qubit και αντιμετώπισης προβλημάτων κβαντικών λειτουργιών.

Συνολικά, τα τρέχοντα έργα σε αυτόν τον τομέα απεικονίζουν τον τρόπο με τον οποίο η αλληλεπίδραση του AI και της κβαντικής χημείας μπορεί να βοηθήσει να κυριαρχήσει τις προκλήσεις της μοριακής δυναμικής και να εμπλουτίσει βιώσιμα το ερευνητικό τοπίο.