Chimie théorique · Apprentissage automatique · Direction technique

Je construis des IA qui comprennent les molécules – et des IA qui aident à créer.

Chimiste théoricien de formation, je suis devenu ingénieur en apprentissage automatique et responsable d’équipes techniques. Mon travail se situe à la croisée de la physique quantique, de l’intelligence artificielle et des produits concrets : des modèles qui prédisent le comportement des molécules et des matériaux en une fraction du temps d’un calcul quantique, et une IA générative qui transforme une simple idée en un design abouti.

Une partie de mon travail : une IA qui décompose une image plate en calques modifiables – arrière-plan, objets et texte – pour pouvoir changer chaque élément séparément. Survolez l’image à droite pour la voir se décomposer en calques.Touchez l’image ci-dessous pour la voir se décomposer en calques.

Dr. Philipp Marquetand

Mes thèmes de travail

Molécules et matériaux à la vitesse du machine learning

La chimie quantique est précise, mais lente. Je développe des modèles d’apprentissage automatique entraînés sur des données quantiques qui prédisent les propriétés des molécules et des matériaux des ordres de grandeur plus vite – pour explorer médicaments candidats, matériaux de batteries et composés photovoltaïques à une échelle jusqu’ici inaccessible.

  • Découverte de médicaments
  • Batteries
  • Photovoltaïque
  • Science des matériaux

IA générative pour le design visuel

Les grands modèles de langage et les modèles de diffusion peuvent proposer des mises en page, reformuler des textes, retoucher des images et créer des visuels à partir d’une courte description. Je travaille à rendre ces systèmes rapides et fiables, pour que chacun passe de l’idée au design fini en quelques secondes.

  • Modèles de langage
  • Modèles de diffusion
  • IA multimodale

De la recherche à la production

Un modèle ne compte que lorsqu’il fonctionne de manière fiable pour de vrais utilisateurs. Je dirige des équipes d’ingénierie qui transforment la recherche en produits – des pipelines de données et de l’entraînement jusqu’à l’inférence GPU à grande échelle, la supervision et l’exploitation.

  • Ingénierie ML
  • Inférence à grande échelle
  • Management d’équipe

Exemple · prédiction de structures cristallines

De la molécule au médicament

Qu’un principe actif fonctionne en comprimé ne dépend pas seulement de la molécule, mais de la façon dont ses molécules s’empilent dans un cristal. Le paracétamol, l’un des antalgiques les plus utilisés, cristallise sous plusieurs formes, qui se compriment plus ou moins bien en comprimés. Des modèles d’apprentissage automatique entraînés sur des données de chimie quantique classent ces empilements cristallins en une fraction du temps des calculs classiques. C’est l’un des problèmes sur lesquels je travaille aujourd’hui.

Paracetamol molecular crystal PARACETAMOL
C₈H₉NO₂
Paracétamol, C₈H₉NO₂ – empilement en chevrons (schématique), une maille élémentaire indiquée.

Des racines en dynamique quantique

Avant de rejoindre l’industrie, j’ai consacré de nombreuses années à la recherche académique sur la réponse des molécules à la lumière et aux impulsions laser ultracourtes, et j’ai contribué à faire émerger l’apprentissage automatique pour la dynamique moléculaire des états excités. Ces travaux ont donné lieu à une centaine de publications évaluées par les pairs et à des logiciels de simulation libres.

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Publications choisies

  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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