Инфракрасная спектроскопия – один из самых ценных экспериментальных методов, чтобы получить сведения о мире молекул. Инфракрасные спектры – химические отпечатки пальцев, которые предоставляют информацию о составе и свойствах веществ и материалов. Во многих случаях эти спектры очень сложны – подробный анализ делает автоматизированные моделирования обязательными. В то время как квант, который химические вычисления в принципе позволяют чрезвычайно точному предсказанию инфракрасных спектров, их применимость на практике, сделан трудным высоким вычислительным усилием, связанным с ними.
Поэтому надежные инфракрасные спектры могут только быть вычислены для относительно маленьких химических систем.Международная группа исследователей во главе с Филиппом Маркетэндом из Факультета Химии в Венском университете теперь нашла способ ускорить эти моделирования, используя искусственный интеллект.
С этой целью так называемые искусственные нейронные сети используются, математические модели человеческого мозга. Они в состоянии изучить сложный квант механические отношения, которые необходимы для моделирования инфракрасных спектров при помощи только нескольких примеров. Таким образом ученые могут выполнить моделирования в течение нескольких минут, которые иначе заняли бы тысячи лет даже с современными суперкомпьютерами – не жертвуя надежностью. «Мы можем теперь наконец моделировать химические проблемы, которые не могли быть преодолены с методами моделирования, используемыми до сих пор», говорит Майкл Гэстеггер, первый автор исследования.
На основе результатов этого исследования исследователи уверены, что их метод предсказания спектров будет широко использоваться в анализе экспериментальных инфракрасных спектров в будущем.