O supercomputador HiPerGator, reconhecido por ser o mais rápido no meio acadêmico americano, possibilitou avançar uma nova etapa na pesquisa molecular graças aos seus modelos de inteligência artificial e sua capacidade excepcional em unidades de processamento gráfico (GPU). Essas ferramentas tornaram possível o estudo das interações e da evolução de vastos conjuntos de átomos e moléculas, uma tarefa previamente inimaginável com as capacidades de cálculo disponíveis.
Jinze Xue, doutorando na Universidade da Flórida, conduziu durante as férias de inverno de 2023 uma experiência de química pré-biótica. Utilizando mais de 1000 GPUs A100, a experiência permitiu identificar 12 aminoácidos, três nucleobases, um ácido graxo e dois dipeptídeos entre 22 milhões de átomos. Essa descoberta marca um progresso significativo, revelando a formação de moléculas complexas que não teriam sido detectáveis com sistemas de cálculo menos poderosos.
O sucesso desta pesquisa baseia-se no uso de aprendizado de máquina e inteligência artificial para calcular as energias e as forças atuantes nos sistemas moleculares. Esses métodos, segundo Adrian Roitberg, professor no Departamento de Química da Universidade da Flórida, fornecem resultados comparáveis aos da química quântica de alto nível, mas cerca de um milhão de vezes mais rapidamente.
Erik Deumens, diretor sênior para UFIT Research Computing, destaca a capacidade única de HiPerGator realizar grandes cálculos, abrindo caminho para descobertas científicas importantes. Essa colaboração estreita entre a universidade e a equipe de Ying Zhang, responsável pelo suporte à inteligência artificial na UFIT, permitiu acelerar a análise dos dados, reduzindo o tempo de análise para apenas sete horas, contra três dias inicialmente estimados.
Esta pesquisa ilustra o potencial das simulações computacionais em grande escala para descobrir como as moléculas complexas podem se formar a partir de blocos de construção simples. Ela marca uma etapa em direção à compreensão das origens da vida na Terra e demonstra a importância das infraestruturas de cálculo avançadas na pesquisa científica contemporânea.