德国柏林自由大学(Freie Universität Berlin)的科学家发明了一套方法,使用人工智能计算量子化学领域薛定谔方程,帮助设计化工和药物分子。
薛定谔方程示意图。量子化学研究的目标是仅基于内部原子空间布局的信息,预测分子的化学和物理特性,省去传统研究开发出实际药物在实验室进行测试的过程。研究人员发现从理论上说,这个过程可以利用薛定谔方程解决,但是实际操作上非常困难。在这份研究之前,科学家无法通过计算找到药物分子设计的精确方案。这份近期发表在《自然·化学》(Nature Chemistry)期刊上的研究称,开发了一套深度学习系统实现了精确度和计算有效性的结合,达到前所未有的效果。这项研究的负责人诺埃(Frank Noe)说:“我们认为这套方法将对未来量子化学的研究起到重要的影响。”量子化学和薛定谔方程的核心都是所谓的“波函数”——描述电子在分子内部空间的分布和行为的数学函数。由于电子间互相作用的复杂度,很多量子化学方法不使用波函数,而尝试仅从分子能量的角度进行计算。这种方法需要用到很多模糊参数,限制了预测效果的质量。