分子之心QuantaMind单GPU模拟十万原子化学反应登上Science Advances

量子位 · wechat · 2026-09-15

许锦波创办的分子之心发布反应性机器学习力场 QuantaMind,发表于《Science Advances》,突破分子模拟「精度-时间-规模」不可能三角。

方法三招:①用 5,286 个化学反应的关键瞬间数据训练,让模型见过「化学键正在断/成」的瞬间;②整合不同来源、不同精度的计算数据并按质量加权;③主动发现拿不准的构型,循环补充高精度计算。

验证结果:

质子跳跃、纯水自发解离、酸碱中和三类基础反应均与实验高度吻合,且未针对性训练
蛋白质滴定模拟估算的 pKa(5.81)接近核磁共振实验值(5.5)
压轴:对含 17,792 个原子的完整 PET 水解酶体系连续模拟 6 纳秒,不预设反应路径,完整跑通质子转移、断键、成键与催化循环,关键能量与实验吻合,随机抽样与量子力学计算吻合度超 0.99

最新进展:体系规模已从 1.8 万原子推至十万原子,单张 GPU 即可运行,单步计算约 0.25 秒,可稳定支撑数百纳秒连续模拟。

应用落地:在 pH 敏感抗体设计项目中,辅助设计的候选抗体在 pH6.0 下解离速率达 pH7.4 的 62 倍;并已用其探明多种催化酶反应机理、锁定突变位点。分子之心 2026 年 6 月完成累计逾亿美元 A 轮融资,7 月开放 MoleculeOS。

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