水,作为生命的源泉,其复杂性远远超出了日常的认知。在自然界中,水并非孤立的H2O分子,而是通过氢键相互连接,形成多样化的水分子团簇。这些团簇在固态下构成冰的多种相态,在液态下则表现出独特的物理特性,如反常的体积膨胀以及显著的亲疏水性。水分子中的氢原子还展现出量子系统的特性,引发一系列核量子效应。
研究水分子团簇,是揭开水神秘性质的关键。大连化学物理研究所已开发出一套基于大连极紫外自由电子激光(大连相干光源)的实验方法,成功实现了对中性水团簇的高灵敏度探测及其红外光谱的研究,为探索更多团簇结构与性质提供了可能。
在理论层面,研究所运用分子动力学原理,通过构建高精度势能面,求解原子运动方程,从而计算出化学动力学信息。然而,面对复杂系统时,计算的挑战在于势能面维度的急剧增加,这要求通过合理筛选构型,结合人工智能神经网络,应用多体展开法,以获得可靠的势能面。
科研的实际需求促使了这次合作的诞生。大连人工智能计算中心将为大连化学物理研究所提供强大的算力支持,借助昇腾AI的技术优势,共同培育水分子团簇大型模型。张东辉院士,中国科学院大连化学物理研究所的资深研究员,被邀请担任大连人工智能生态创新中心的指导专家,与团队共同推动模型的孵化工作。
人工智能在科学计算领域开辟了新路径,昇腾AI致力于与学术界、研究机构以及合作伙伴深度合作,推动AI技术创新,将其作为科研创新的强大工具,共同构建AI技术生态系统。
Infrared Spectroscopy of Neutral Water Dimer Based on a Tunable Vacuum Ultraviolet Free Electron Laser. J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 3, 851–855