Opis projektu
Nowe narzędzia do realistycznej symulacji dużych układów molekularnych
Znalezienie równowagi między dokładnością prognoz a optymalnym czasem obliczeń od dawna pozostaje istotnym problemem w dziedzinie molekularnych symulacji kwantowych. Model złotego standardu w chemii kwantowej jest co prawda wysoce wiarygodny, ale jest ograniczony do rozmiaru cząsteczek aminokwasu. Finansowany przez ERBN projekt aCCuracy zakłada rozwinięcie tego modelu, aby pozwolił analizować kilka tysięcy atomów, poprzez opracowanie teorii i oprogramowania o wysokiej wydajności. Zespół uwzględni także efekty biochemiczne, krystaliczne i dotyczące środowiska rozpuszczalnika oraz obliczy statyczne i dynamiczne obserwowalne właściwości dużych cząsteczek. Umożliwi to badanie złożonych interakcji i reakcji chemicznych, których nie można obecnie analizować z odpowiednią dokładnością. Jeśli prace w projekcie aCCuracy zakończą się sukcesem, doprowadzą do powstania przełomowych ogólnodostępnych narzędzi do zaawansowanej symulacji kwantowej dużych cząsteczek w realistycznych warunkach.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
- 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
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
1111 Budapest
Węgry