Description du projet
De nouveaux outils pour simuler avec précision les grands systèmes moléculaires
La recherche d’un équilibre entre la précision des prédictions et un temps de calcul raisonnable est un problème de longue date dans les simulations quantiques moléculaires. Alors que le modèle de référence de la chimie quantique est très fiable, il est limité à la taille d’une molécule d’acide aminé. Le projet aCCuracy, financé par le CER, prévoit d’accélérer ce modèle pour traiter quelques milliers d’atomes grâce à des développements théoriques et à la conception de logiciels à haute performance. Il tiendra également compte des effets biochimiques, cristallins et de l’environnement des solvants, et calculera les propriétés observables statiques et dynamiques des grandes molécules. Il pourra ainsi étudier les interactions et les réactions chimiques complexes qui ne sont pas accessibles actuellement avec la précision chimique. En cas de réussite, aCCuracy proposera des outils révolutionnaires, en libre accès, pour la simulation quantique avancée de grosses molécules dans des conditions réalistes.
Objectif
We propose comprehensive theoretical method development targeting a long-standing dilemma in molecular
quantum simulations between controllable predictive power and affordable computational time. While the
outstanding reliability of quantum chemistry’s gold standard model is repeatedly corroborated against experiments,
its traditional form is limited to the size of an amino acid molecule. By exploiting the short-range nature
of leading interaction contributions, a handful of groups, including ours, have recently extended the reach of
such quantitative energy computations up to a few hundred atoms. However, these state-of-the-art models are
still too demanding and are not at all equipped to compute experimentally relevant dynamic, spectroscopic, and
thermodynamic molecular properties.
Thus, to break down these barriers, we will further accelerate our cutting-edge gold standard methods up
to few 1000 atoms via concerted theoretical and algorithmic developments, and high-performance software
design. Additionally, we will take into account biochemical, crystal, and solvent environment effects via
cost-efficient embedding models. For the first time, we will also derive and implement practical approaches to
compute static and dynamic observable properties for large molecules at the gold standard level. The exceptional
capabilities of the new methods will enable us to study challenging chemical processes
of practical importance which are not accessible with chemical accuracy for any current lower-cost alternative.
We aim at modeling and understanding intricate covalent- and non-covalent interactions governing supramolecular
and protein-ligand binding as well as the mechanism of organo-, organometallic, surface, and enzyme catalytic
reactions.
Once successful, this project we will deliver groundbreaking and open access tools for the systematically
improvable and predictive quantum simulation of large molecules in realistic conditions and environments.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
- quantum chemistry
- wave function theory
- quantum chemical method development
- algorithm design in quantum chemistry
- coupled cluster theory
- many-body perturbation theory
- electron correlation calculation
- high-precision quantum chemical simulations
- computational modeling of reactions and molecular interactions
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1111 Budapest
Hongrie