Theoretische Chemie · Maschinelles Lernen · Engineering-Leadership

Ich entwickle KI, die Moleküle versteht – und KI, die Menschen beim Gestalten hilft.

Ich bin theoretischer Chemiker, Machine-Learning-Engineer und Führungskraft im Engineering. Meine Arbeit liegt dort, wo Quantenphysik, künstliche Intelligenz und echte Produkte zusammenkommen: Modelle, die das Verhalten von Molekülen und Materialien in einem Bruchteil der Zeit quantenchemischer Rechnungen vorhersagen, und generative KI, die aus einer einfachen Idee ein fertiges Design macht.

Ein Teil meiner Arbeit ist KI, die ein flaches Bild in bearbeitbare Ebenen zerlegt – Hintergrund, Objekte und Text –, sodass sich jedes Element einzeln ändern lässt. Fahren Sie mit der Maus über das Bild rechts, um es in seine Ebenen zu zerlegen.Tippen Sie auf das Bild unten, um es in seine Ebenen zu zerlegen.

Dr. Philipp Marquetand

Woran ich arbeite

Moleküle und Materialien in ML-Geschwindigkeit

Quantenchemie ist genau, aber langsam. Ich entwickle Machine-Learning-Modelle, die auf quantenmechanischen Daten trainiert sind und Eigenschaften von Molekülen und Materialien um Größenordnungen schneller vorhersagen – damit sich Wirkstoffkandidaten, Batteriematerialien und Solarzellen-Verbindungen in einem Umfang untersuchen lassen, der bisher unerreichbar war.

  • Wirkstoffforschung
  • Batterien
  • Photovoltaik
  • Materialwissenschaft

Generative KI für visuelles Design

Große Sprachmodelle und Diffusionsmodelle können Layouts vorschlagen, Texte umformulieren, Bilder bearbeiten und aus einer kurzen Beschreibung neue Visuals erzeugen. Ich arbeite daran, diese Systeme schnell und verlässlich zu machen, damit jede und jeder in Sekunden von der Idee zum fertigen Design kommt.

  • Sprachmodelle
  • Diffusionsmodelle
  • Multimodale KI

Von der Forschung in die Produktion

Ein Modell zählt erst, wenn es zuverlässig für echte Nutzer läuft. Ich leite Engineering-Teams, die Forschung in Produkte verwandeln – von Datenpipelines und Training bis zu skalierbarer GPU-Inferenz, Monitoring und Betrieb.

  • ML-Engineering
  • Skalierbare Inferenz
  • Teamführung

Beispiel · Kristallstrukturvorhersage

Vom Molekül zum Medikament

Ob ein Wirkstoff als Tablette funktioniert, hängt nicht nur vom Molekül ab, sondern davon, wie sich seine Moleküle zu einem Kristall anordnen. Paracetamol, eines der meistverwendeten Schmerzmittel, kristallisiert in mehr als einer Form – und die Formen lassen sich unterschiedlich gut zu Tabletten pressen. Machine-Learning-Modelle, trainiert auf quantenchemischen Daten, bewerten solche Kristallpackungen in einem Bruchteil der Zeit herkömmlicher Rechnungen. Das ist eines der Probleme, an denen ich heute arbeite.

Paracetamol molecular crystal PARACETAMOL
C₈H₉NO₂
Paracetamol, C₈H₉NO₂ – Fischgrätpackung (schematisch), eine Elementarzelle markiert.

Wurzeln in der Quantendynamik

Bevor ich in die Industrie gewechselt bin, habe ich viele Jahre in der akademischen Forschung untersucht, wie Moleküle auf Licht und ultrakurze Laserpulse reagieren, und maschinelles Lernen für die Moleküldynamik angeregter Zustände mitbegründet. Daraus sind rund 100 begutachtete Publikationen und Open-Source-Simulationssoftware entstanden.

Forschungshintergrund →

Ausgewählte Publikationen

  1. Machine learning spectroscopy to advance computation and analysis

    J. Westermayr, P. Marquetand

    Chem. Sci., 16, 21660–21676 (2025).

  2. Deep learning study of tyrosine reveals that roaming can lead to photodamage

    J. Westermayr, M. Gastegger, D. Vörös, L. Panzenboeck, F. Joerg, L. González, P. Marquetand*

    Nat. Chem., 14, 914-919 (2022). arXiv:2108.04373 [physics.chem-ph]

  3. Machine learning for electronically excited states of molecules

    J. Westermayr, P. Marquetand*

    Chem. Rev., 121, 9873-9926 (2021). arXiv:2007.05320 [physics.chem-ph]

  4. Machine Learning Molecular Dynamics for the Simulation of Infrared Spectra

    M. Gastegger, J. Behler, P. Marquetand*

    Chem. Sci., 8, 6924-6935 (2017). Supporting information arXiv:1705.05907 [physics.chem-ph]

  5. SHARC - ab initio molecular dynamics with surface hopping in the adiabatic representation including arbitrary couplings

    M. Richter, P. Marquetand*, J. González-Vázquez, I. Sola, L. González

    J. Chem. Theory Comput., 7, 1253 - 1258 (2011).

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