开源软件可以为计算化学家节省大量时间

一个新的程序可以简化创建、启动和分析计算化学实验的过程。这个软件，叫做AQME，是在开源许可下免费发布的，可以有助于提高计算效率，以及加速自动化分析。

“我们估计在常规计算化学协议中节省了大约70%的时间，”主要作者解释道Juan Vicente Alegre Requena他在西班牙萨拉戈萨的化学合成和均相催化研究所(ISQCH)工作。“在现代分子模拟中，研究单一反应通常需要500多次计算，”他解释道。“生成所有的输入文件，启动计算并分析结果需要大量的时间，尤其是在出现意外错误时。”

因此，阿雷格里和他的同事们决定编写一个软件，跳过几个步骤，简化计算。在其他优点中，AQME使用简单的输入，而不是其他解决方案通常需要的优化3D化学结构。“这非常简单，”阿雷格里说。“AQME在几分钟内就安装好了，然后唯一不可缺少的输入就是一个简单的Smiles字符串。”Smiles是化学家和编码员Dave Weininger在20世纪80年代末开发的一个系统它能将复杂的化学结构转换成机器可读的一连串字母和数字。Alegre解释说，这种交叉兼容性可以与化学数据库和机器学习解决方案集成，其中大多数包括Smiles格式的数据集。

研究小组以多种方式测试了AQME，包括计算a的反应谱Diels-Alder环加成作用并成功模拟了其核磁共振谱马钱子碱．此外，该程序提供了多达34个化学描述符，包括能量值，偶极矩，溶解度和原子电荷，如果与其他公开可用的算法和程序相结合。Alegre评论道:“此外，大多数输出都是图形和图表，这可以立即可视化结果。”他补充说:“AQME还会自动分析错误的存在，修正计算文件并重新启动模拟。”

“该程序解析量子化学计算的输出文件，以检测常见问题，通常是手动处理的，”解释说谢尔•家他是瑞士苏黎世联邦理工学院数字和计算化学方面的专家。尽管有经验的计算化学家通常会手动纠正错误，但在“高通量计算中(这)是不可能的”。

AQME的目标是缺乏经验的计算化学家。阿雷格里解释说:“我们在设计这个项目时考虑到了早期研究人员和非专家。”“smile输入在ChemDraw中很容易生成，这实际上避免了与创建输入文件相关的繁琐任务中的错误。”

乔纳补充说:“这个程序有很好的文档、视频教程和Jupyter笔记本示例。”后者提供了一个交互式平台，同时编程和可视化输出，以及允许评论和图形，以促进教程和培训。“所有这些都需要时间来创建，但让非专业人士更容易理解这些例子，”Jorner补充道。当研究人员需要优先考虑结果时，这很重要，而不是专注于计算和编码的本质。他指出:“这种方法在数字化学课程中越来越普遍，因为这些课程没有时间深入学习计算化学。”

乔纳说:“它可以与其他工具包相媲美……通常由个别研究小组创建，以实现典型任务的自动化……然后向更广泛的受众发布。”然而，他补充说，大多数成熟的解决方案都集中在多相催化和材料科学上，分子计算化学“有点落后”。他解释说，AQME是向该领域更发达的工具包迈出的一步。现在，“还有待观察作者如何随着时间的推移支持这个工具，以及他们是否会继续添加额外的功能。”betway必威游戏下载大全

Alegre指出，该程序在短短7个月内已被下载超过2100次，并预计这篇论文的发表将促进计算化学社区的进一步参与。