في عالم الكيمياء الحاسوبية، لم تعد التجارب المعملية هي الطريقة الوحيدة لفهم السلوك الجزيئي، فقد أصبحت الحواسيب الفائقة أدوات ثورية تمكننا من رؤية ما لا تستطيع العين المجردة رؤيته، والتنبؤ بسلوك الجزيئات بدقة مذهلة. الأسس العلمية للتنبؤ الجزيئي: · ميكانيكا الكم: تحسب الدوال الموجية للإلكترونات وتوزيعها حول النواة · ديناميكا الجزيئات: محاكاة حركة الذرات والجزيئات عبر الزمن · الخوارزميات الرياضية: حل معادلات شرودنغر المعقدة بملايين المتغيرات تقنيات محاكاة متطورة: · محاكاة Monte Carlo: استخدام العشوائية الإحصائية للوصول إلى الحلول الأمثل · طرق DFT: (Density Functional Theory) لتحليل البنى الإلكترونية · برامج متخصصة: مثل Gaussian و VASP و NAMD تطبيقات مذهلة في الحياة الواقعية: · تصميم الأدوية: التنبؤ بكيفية ارتباط الجزيئات بالبروتينات المستهدفة · تطوير المواد: اكتشاف مواد جديدة بخصائص مطلوبة قبل تصنيعها · الطاقة: · تصميم بطاريات أكثر كفاءة · تطوير محفزات كيميائية لتقليل استهلاك الطاقة · البيئة: · دراسة تحلل الملوثات · تصميم مواد لتنقية الهواء والماء مثال حي: مكافحة COVID-19 ساعدت الحواسيب الفائقة في تحديد: · تركيب بروتين Spike للفيروس · كيفية ارتباطه بمستقبلات الخلية · تصميم جزيئات دوائية تمنع هذا الارتباط التحديات والمستقبل: · الطاقة الحاسوبية: تحتاج الحسابات الدقيقة إلى قوة معالجة هائلة · الذكاء الاصطناعي: دمج التعلم الآلي لتسريع العمليات الحسابية · الحوسبة الكمومية: الثورة القادمة التي ستغير مفهوم المحاكاة الجزيئية جامعة المستقبل الأولى على الجامعات العراقية الأهلية