Massiv asboblar 2022 yilda katta kimyoni rivojlantirdi
Katta ma'lumotlar to'plamlari va ulkan asboblar olimlarga bu yil kimyoni ulkan miqyosda hal qilishga yordam berdi
tomonidanAriana Remmel
Kredit: ORNL da Oak Ridge etakchilik hisoblash moslamasi
Oak Ridj milliy laboratoriyasidagi Frontier superkompyuteri kimyogarlarga har qachongidan ham murakkabroq molekulyar simulyatsiyalarni olishga yordam beradigan yangi avlod mashinalarining birinchisidir.
Olimlar 2022-yilda katta hajmli asboblar yordamida katta kashfiyotlar qilishdi. Kimyoviy jihatdan malakali sunʼiy intellektning soʻnggi tendentsiyasiga asoslanib, tadqiqotchilar kompyuterlarni misli koʻrilmagan miqyosda oqsil tuzilmalarini bashorat qilishni oʻrgatib, katta yutuqlarga erishdilar.Iyul oyida Alphabetga tegishli DeepMind kompaniyasi tuzilmalarini o'z ichiga olgan ma'lumotlar bazasini nashr etdideyarli barcha ma'lum oqsillar- AlphaFold mashina o'rganish algoritmi tomonidan bashorat qilinganidek, 100 milliondan ortiq turdagi 200 milliondan ortiq individual oqsillar.Keyin, noyabr oyida Meta texnologik kompaniyasi oqsillarni bashorat qilish texnologiyasidagi muvaffaqiyatini AI algoritmi bilan namoyish etdi.ESMFold.Hali ham ko'rib chiqilmagan nashrdan oldingi tadqiqotda Meta tadqiqotchilari ularning yangi algoritmi AlphaFold kabi aniq emas, lekin tezroq ekanligini ma'lum qilishdi.Tezlikning oshishi tadqiqotchilarning atigi 2 hafta ichida 600 million tuzilmani bashorat qilishlarini anglatardi (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
Vashington universiteti (UW) tibbiyot maktabining biologlari yordam berishmoqdakompyuterlarning biokimyoviy imkoniyatlarini tabiat qolipidan tashqari kengaytirishmashinalarni noldan buyurtma qilingan oqsillarni taklif qilishni o'rgatish orqali.UW vakili Devid Beyker va uning jamoasi yangi AI vositasini yaratdilar, u oddiy buyruqlar bo'yicha takroriy takomillashtirish yoki mavjud tuzilmaning tanlangan qismlari orasidagi bo'shliqlarni to'ldirish orqali oqsillarni loyihalashi mumkin (Fan2022, DOI:10.1126/science.abn2100).Jamoa shuningdek, ProteinMPNN yangi dasturini debyut qildi, u 3D shakllar va bir nechta oqsil bo'linmalarining yig'indilaridan boshlanib, keyin ularni samarali qilish uchun zarur bo'lgan aminokislotalar ketma-ketligini aniqlay oladi (Fan2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964).Ushbu biokimyoviy tushunarli algoritmlar olimlarga yangi biomateriallar va farmatsevtikada qo'llanilishi mumkin bo'lgan sun'iy oqsillar loyihalarini yaratishda yordam berishi mumkin.
Kredit: Ian C. Haydon/UW Protein dizayni instituti
Mashinani o'rganish algoritmlari olimlarga o'ziga xos funktsiyalarni hisobga olgan holda yangi oqsillarni orzu qilishda yordam beradi.
Hisoblash kimyogarlarining ambitsiyalari oshgani sayin, molekulyar dunyoni simulyatsiya qilish uchun ishlatiladigan kompyuterlar ham o'sib bormoqda.Oak Ridge Milliy Laboratoriyasida (ORNL) kimyogarlar birinchi marta yaratilgan eng kuchli superkompyuterlardan birini ko'rishdi.ORNL ning exascale superkompyuteri, Frontier, soniyada 1 kvintilliondan ortiq suzuvchi operatsiyalarni hisoblaydigan birinchi mashinalar qatoriga kiradi, hisoblash arifmetikasining birligi.Bu hisoblash tezligi amaldagi chempion, Yaponiyadagi Fugaku superkompyuteridan taxminan uch barobar tezroq.Kelgusi yilda yana ikkita milliy laboratoriya AQShda exascale kompyuterlarini debyut qilishni rejalashtirmoqda.Ushbu zamonaviy mashinalarning katta kompyuter quvvati kimyogarlarga yanada kattaroq molekulyar tizimlarni va uzoqroq vaqt oralig'ida simulyatsiya qilish imkonini beradi.Ushbu modellardan to'plangan ma'lumotlar tadqiqotchilarga kolbadagi reaktsiyalar va ularni modellashtirish uchun ishlatiladigan virtual simulyatsiyalar o'rtasidagi bo'shliqni qisqartirish orqali kimyoda mumkin bo'lgan narsalar chegaralarini kengaytirishga yordam berishi mumkin.Ayova shtatidagi hisoblash kimyogari Tereza Vindus: "Biz nazariy usullarimiz yoki modellarimizda nima etishmayotgani haqida savollar berishni boshlashimiz mumkin bo'lgan nuqtaga keldik, bu bizni tajriba haqiqat deb aytadigan narsaga yaqinroq qiladi". Davlat universiteti va loyiha rahbari Exascale Computing loyihasi sentabr oyida C&ENga ma'lum qildi.Katta kompyuterlarda ishlaydigan simulyatsiyalar kimyogarlarga yangi yoqilg'i manbalarini ixtiro qilishga va iqlimga chidamli yangi materiallarni loyihalashga yordam beradi.
Butun mamlakat bo'ylab Kaliforniya shtatidagi Menlo Parkda SLAC milliy tezlatgich laboratoriyasi o'rnatilmoqdaLinac Coherent Light Source (LCLS) ga supercool yangilanishlariBu kimyogarlarga atomlar va elektronlarning o'ta tezkor dunyosiga chuqurroq nazar tashlash imkonini beradi.Ob'ekt 3 km chiziqli tezlatgichga qurilgan, uning qismlari suyuq geliy bilan 2 K gacha sovutiladi va rentgen nurlari erkin elektron lazeri (XFEL) deb ataladigan o'ta yorqin, o'ta tez yorug'lik manbasini ishlab chiqarish uchun.Kimyogarlar asboblarning kuchli impulslaridan molekulyar filmlar yaratish uchun foydalandilar, bu ularga kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishi va fotosintetik fermentlarning ishlashi kabi ko'plab jarayonlarni kuzatish imkonini berdi.Stenford universiteti va SLACda hamkorlikda ish olib borgan materialshunos Leora Dresselxaus-Marays iyul oyida C&EN ga bergan intervyusida: "Femtosekundlik chaqnashda siz atomlarning harakatsiz turganini, bitta atom aloqalari uzilishini ko'rishingiz mumkin", dedi.LCLS ni yangilash, shuningdek, olimlarga kelgusi yil boshida yangi imkoniyatlar paydo bo'lganda rentgen nurlarining energiyasini yaxshiroq sozlash imkonini beradi.
Kredit: SLAC milliy tezlatgich laboratoriyasi
SLAC Milliy tezlatkich laboratoriyasining rentgen lazeri Kaliforniya shtati, Menlo Parkdagi 3 km chiziqli tezlatgichga qurilgan.
Bu yil olimlar, shuningdek, uzoq kutilgan Jeyms Uebb kosmik teleskopi (JWST) qanday kuchga ega ekanligini ko'rishdi.bizning koinotimizning kimyoviy murakkabligi.NASA va uning hamkorlari — Yevropa kosmik agentligi, Kanada kosmik agentligi va Koinot teleskopi ilmiy instituti allaqachon yulduz tumanliklarining ko‘zni qamashtiruvchi portretlaridan tortib, qadimgi galaktikalarning elementar barmoq izlarigacha bo‘lgan o‘nlab tasvirlarni chop etishgan.10 milliard dollarlik infraqizil teleskop koinotimizning chuqur tarixini o'rganishga mo'ljallangan ilmiy asboblar to'plami bilan jihozlangan.O'nlab yillar davomida yaratilgan JWST 4,6 milliard yil oldin paydo bo'lgan kislorod, neon va boshqa atomlarning spektroskopik belgilari bilan to'liq aylanib yuruvchi galaktikaning suratini olish orqali o'z muhandislarining kutganidan oshib ketdi.Olimlar, shuningdek, ekzosayyoradagi bug'li bulutlar va tuman belgilarini o'lchab, astrobiologlarga Yerdan tashqarida potentsial yashash mumkin bo'lgan dunyolarni qidirishga yordam beradigan ma'lumotlarni taqdim etdilar.
Xabar vaqti: 2023 yil 07-fevral