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De la dynamique quantique d’une seule molécule aux systèmes d’IA utilisés par un large public – le fil conducteur : rendre les simulations complexes et les tâches créatives rapides et accessibles.
Apprentissage automatique pour les molécules et les matériaux
Concevoir de nouveaux matériaux et de nouvelles molécules – pour la médecine, l’électronique ou l’énergie solaire – exige de comprendre leur comportement à l’échelle atomique : comment les molécules s’organisent en cristaux, ou comment elles réagissent à la chaleur et à la lumière. Les simulations quantiques sont très précises, mais extrêmement lentes.
Des modèles d’apprentissage automatique entraînés sur des données de chimie quantique apprennent ces relations et atteignent une précision quantique pour une fraction du coût. Il devient alors possible de passer au crible un grand nombre de composés et de processus photo-induits, et de rapprocher la simulation de la prise de décision en temps réel en chimie et en science des matériaux.
Apprentissage automatique pour le design graphique
Créer des contenus visuels efficaces – présentations, réseaux sociaux, identité de marque – demande du savoir-faire et du temps. L’apprentissage automatique peut assister et automatiser une partie du processus créatif en générant images, mises en page et textes à partir de simples descriptions.
Les grands modèles de langage et la génération d’images, par exemple avec des modèles de diffusion, permettent de proposer des mises en page, reformuler des textes, retoucher des images ou créer des visuels de toutes pièces – pour produire un contenu professionnel en quelques secondes, même sans expérience du design.
États excités et photodynamique
Ce qui se passe dans les femtosecondes suivant l’absorption de la lumière par une molécule détermine si l’ADN est endommagé, si une cellule solaire fonctionne ou si un photocommutateur bascule. J’ai développé des méthodes de simulation pour ces processus non adiabatiques et co-développé le logiciel de « surface hopping » SHARC.
Associer ces simulations à des réseaux de neurones a permis de simuler la dynamique des états excités sur des durées bien plus longues et pour des systèmes plus grands qu’auparavant – une étape précoce vers les potentiels interatomiques appris d’aujourd’hui.
Interactions laser–molécule
Les impulsions laser ultracourtes et intenses fonctionnent comme une caméra ultrarapide faite de lumière : d’une durée de quelques femtosecondes (10⁻¹⁵ s), elles sont assez rapides pour suivre le mouvement des atomes et des électrons pendant une réaction.
Des simulations de dynamique quantique montrent comment un champ laser façonné interagit avec une molécule – comment il peut rompre, former ou réarranger des liaisons – et comment la lumière permet de contrôler les réactions chimiques.