meta AI公司近期在化學(xué)研究領(lǐng)域邁出了重要一步，攜手美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，共同推出了一個(gè)前所未有的化學(xué)數(shù)據(jù)集——Open Molecules 2025（簡(jiǎn)稱OMol25），以及一款通用原子模型Universal Models for Atoms（簡(jiǎn)稱UMA）。
OMol25數(shù)據(jù)集堪稱化學(xué)研究的新里程碑，其規(guī)模之龐大，前所未見。該數(shù)據(jù)集包含了超過1億個(gè)基于密度泛函理論（DFT）計(jì)算得出的3D分子快照，為科學(xué)家提供了豐富的分子模擬資源。DFT作為一種強(qiáng)大的模擬工具，能夠精確捕捉原子間的相互作用，預(yù)測(cè)原子受力及系統(tǒng)能量，進(jìn)而揭示分子運(yùn)動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的深層規(guī)律。
然而，傳統(tǒng)的DFT計(jì)算對(duì)計(jì)算資源的需求極為龐大，隨著分子復(fù)雜度的提升，計(jì)算需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，即便是最先進(jìn)的計(jì)算設(shè)備也難以應(yīng)對(duì)。為了克服這一難題，meta AI利用OMol25數(shù)據(jù)集訓(xùn)練了機(jī)器學(xué)習(xí)原子間勢(shì)（MLIPs），這種模型能夠以快至萬(wàn)倍的速度提供與DFT同等精度的預(yù)測(cè)結(jié)果，使得科學(xué)家能夠在普通計(jì)算系統(tǒng)上模擬大型原子系統(tǒng)。
除了OMol25數(shù)據(jù)集外，meta AI還推出了UMA模型，這是一款基于過去五年meta FAIR公開數(shù)據(jù)集構(gòu)建的通用原子間勢(shì)能模型群。UMA覆蓋了分子、材料、觸媒等多個(gè)化學(xué)領(lǐng)域，利用超過50億個(gè)原子組成的3D結(jié)構(gòu)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，具有極高的通用性和預(yù)測(cè)精度。
UMA模型分為UMA-small和UMA-medium兩種規(guī)模，其中UMA-medium模型擁有14億參數(shù)，但單結(jié)構(gòu)計(jì)算僅用約5000萬(wàn)參數(shù)，大大提高了推理速度。UMA模型無需微調(diào)，僅通過預(yù)訓(xùn)練即可應(yīng)對(duì)多種化學(xué)任務(wù)，其性能甚至超越了現(xiàn)有的專用模型。
研究表明，UMA在分子特性預(yù)測(cè)、材料設(shè)計(jì)、觸媒開發(fā)、能量存儲(chǔ)及半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域均表現(xiàn)出色。其高精度與快速計(jì)算能力為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用開辟了新的路徑，推動(dòng)了跨領(lǐng)域的技術(shù)革新。這一成果的發(fā)布，無疑將為化學(xué)研究注入新的活力，促進(jìn)化學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展。
