L'intelligence artificielle peut être utilisée pour prédire les fonctions d'onde moléculaire et les propriétés électroniques des molécules. Cette méthode d'IA innovante développée par une équipe de chercheurs de l'Université de Warwick, l'Université technique de Berlin et l'Université du Luxembourg, pourrait être utilisé pour accélérer la conception de molécules médicamenteuses ou de nouveaux matériaux.

L'intelligence artificielle et les algorithmes d'apprentissage automatique sont couramment utilisés pour prédire notre comportement d'achat et pour reconnaître nos visages ou notre écriture. Dans la recherche scientifique, L'intelligence artificielle s'impose comme un outil essentiel pour la découverte scientifique.

En chimie, L'IA est devenue un outil essentiel pour prédire les résultats d'expériences ou de simulations de systèmes quantiques. Pour y parvenir, L'IA doit être capable d'intégrer systématiquement les lois fondamentales de la physique.

Une équipe interdisciplinaire de chimistes, physiciens, et informaticiens dirigés par l'Université de Warwick, et notamment l'Université technique de Berlin, et l'Université du Luxembourg ont développé un algorithme d'apprentissage automatique en profondeur qui peut prédire les états quantiques des molécules, fonctions d'onde, qui déterminent toutes les propriétés des molécules.

L'IA y parvient en apprenant à résoudre les équations fondamentales de la mécanique quantique, comme le montre leur article "Unifying machine learning and quantum chemistry with a deep neural network for moleculaire wavefunctions, " Publié dans Communication Nature .

Résoudre ces équations de manière conventionnelle nécessite des ressources informatiques massives hautes performances (des mois de temps de calcul) qui constituent généralement le goulot d'étranglement pour la conception informatique de nouvelles molécules spécialement conçues pour les applications médicales et industrielles. L'algorithme d'IA nouvellement développé peut fournir des prédictions précises en quelques secondes sur un ordinateur portable ou un téléphone mobile.

Le Dr Reinhard Maurer du Département de chimie de l'Université de Warwick a déclaré :"C'est un effort conjoint de trois ans, qui nécessitait un savoir-faire en informatique pour développer un algorithme d'intelligence artificielle suffisamment flexible pour capturer la forme et le comportement des fonctions d'onde, mais aussi un savoir-faire en chimie et en physique pour traiter et représenter des données de chimie quantique sous une forme gérable pour l'algorithme."

L'équipe s'est réunie lors d'un programme de bourse interdisciplinaire de trois mois à l'IPAM (UCLA) sur le thème de l'apprentissage automatique en physique quantique.

Le professeur Klaus Robert-Muller de l'Institut de génie logiciel et d'informatique théorique de l'Université technique de Berlin a déclaré :« Ce travail interdisciplinaire est une avancée importante car il montre que, Les méthodes d'IA peuvent effectuer efficacement les aspects les plus difficiles des simulations moléculaires quantiques. Au cours des prochaines années, Les méthodes d'IA s'imposeront comme une partie essentielle du processus de découverte en chimie computationnelle et en physique moléculaire."

Le professeur Dr Alexandre Tkatchenko du Département de physique et de recherche sur les matériaux de l'Université du Luxembourg déclare :"Ce travail permet un nouveau niveau de conception de composés où les propriétés électroniques et structurelles d'une molécule peuvent être réglées simultanément pour atteindre les critères d'application souhaités."