转化案例

合肥机数量子科技有限公司-数据驱动的新材料设计与开发项目

发布时间:2023-03-07  浏览次数:29

一、公司情况

合肥机数量子科技有限公司是A.I.赋能、数据驱动的材料开发新范式的领航者。机数量子起源于中科大微尺度物质科学国家研究中心,由两位中组部首批海外高层次人才、国家科技部973首席科学家、国家杰青获得者领衔,汇聚了一批国际一流精英科技人才,覆盖了物理、化学、信息、电子等多学科交叉领域。主要针对我国高端材料开发困难、底层数据缺乏、尖端材料工艺被封锁的“卡脖子”问题,融合量子化学计算、大数据分析和人工智能预测,提供材料大数据检索、新材料智能开发和整体解决方案等服务,践行材料产业数字化、数字材料产业化。

目前,机数量子率先建立了材料基因创新研究平台,开发了“国内创新性材料知识图谱”,已建成综合性材料数据库平台——机数大材库(包含9448万化合物、1120万化学反应路径等)。其核心技术得到世界著名学术期刊《科学》(Science)编辑两次专文并置顶推荐。也因此,技术团队人员获得中国化学会给予青年理论化学家的最高荣誉“唐敖庆”奖和安徽省“115”创新产业团队。近期,“材料大数据与新材料工场”项目荣获科技部首届全国颠覆性技术创新大赛优胜奖。

近年来公司及团队获得了以下荣誉:国家高新技术企业、安徽省新型研发机构、安徽省第十二批省115产业创新团队、安徽省高层次科技人才团队等。

公司坚持以领先的技术、一流的服务、优质的产品打造战略级新材料设计开发平台,以材料数据为基石推动新材料行业快速发展,使我国从“材料大国”走向“材料强国”进而实现“中国智造”。

二、赋权项目技术及成果

1、开发国内创新性材料知识图谱

机数量子团队应用数据挖掘技术,将文献中的材料科学信息表示为结构化的知识,结合机器学习和依赖匹配算法,发展了高精度且高效的同名消歧以及信息搜索框架,构建了国内创新性材料知识图谱,能够大规模地从海量材料科学文献中抽取信息,建立实体之间的对应关系,有效阐明实体之间的内在关联,融合和完善各领域的材料科学知识。团队基于知识图谱技术进行材料推理和预测系统,旨在为材料开发和设计开辟新的范式。

2、建设综合性材料数据库平台

机数量子建设了综合性材料数据库平台——机数大材库,包含9448万分子基础化合物、40万材料性能数据、90万条含磷化合物,同时又扩展了1120万的化合物分子数据,包含mol或者sdf格式的原子坐标参数,基本化学性质内容,以及经理论计算获得的部分理论性质。

为方便用户检索大材库中含有某些特定结构的分子,解决文本描述结构不够直观的问题,该数据库也整合了分子结构检索功能,用户可以通过开放画图板,直观快捷的进行结构搜索服务,同时用户可以通过自主开发的Atom-Bond指纹生成算法,迅速定位查找到所需的结构。网站还提供基于WebGL技术的分子3D模型展示,用于实时交互式观察分子结构。



3、微电子仿真软件

在微电子芯片设计、半导体工艺参数优化等研发制造过程中,结合量子化学计算和大数据技术,通过分子信息筛选、晶体信息筛选、引用文献筛选、热力学库搜索、化学相图绘制等功能,为用户提供有效的数据支持。



4、化学合成逆向预测系统

化学合成逆向预测系统是通过对已有化学反应数据的抽取并过滤,获得基础反应模板2万余个,一级反应模板8000余个,基于上述数据、使用神经网络和蒙特卡洛树搜索,在数据库中搜索目标产物的多步合成路径方案。

通过绘制面板绘制目标化合物,即可搜索得到多种合成方案,化学家可根据需要选择最优的合成方案,根据反应特征给出建议的催化剂、溶剂,后期还会计算并给出反应条件及热力学数据。



5、绿色矿山

绿色矿山——物质检测仪是机数量子智能矿山产品系列之一,以激光光谱技术和基于量子化学计算的材料数据库为核心,集成光电硬件、大数据计算和软件信号处理等高新技术,弥补了传统元素分析方法的不足,可实现高灵敏度的即时在线检测。



6、实验室数据管理系统

基于大数据、物联网、云计算、分布式存储等技术,搭建了数据挖掘、数据应用框架,提供定制化解决方案,建立贯穿实验全生命周期的物质管理体系,实现实验物质的全链条溯源和数据追踪。



三、应用场景

机数量子面向高校、科研院所和企业的研发用户,服务于材料、能源、环境、生物、医药、化工、半导体等众多行业的科研应用领域,为用户提供材料大数据检索、新材料智能开发和整体解决方案等产品和服务。



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