From QM/MM to ML/MM: A new era in multiscale modeling | ||
| dc.conicet.fuente | Crossref | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía | |
| dc.conicet.organizacion | University of Florida | |
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| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía | |
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| dc.conicet.paisOrganizacion | Argentina | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Estados Unidos | |
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| dc.conicet.produccionid | 12779841 | |
| dc.contributor.author | Grassano, Juan Santiago | |
| dc.contributor.author | Pickering, Ignacio | |
| dc.contributor.author | Roitberg, Adrian | |
| dc.contributor.author | Estrin, Dario Ariel | |
| dc.contributor.author | Semelak, Jonathan Alexis | |
| dc.date.accessioned | 2026-11-12T11:43:25Z | |
| dc.date.issued | 2025-08 | |
| dc.date.updated | 2026-11-06T15:01:08Z | |
| dc.description.abstract | Hybrid machine-learning/molecular-mechanics (ML/MM) methods extend the classical QM/MM paradigm by replacing the quantum desription with neural network interatomic potentials trained to reproduce accurately quantum-mechanical (QM) results. By describing only the chemically active region with ML and the surrounding environment with molecular mechanics (MM), ML/MM models achieve near- QM/MM fidelity at a fraction of the computational cost, enabling routine simulation of reaction mechanisms, vibrational spectra, and binding free energies in complex biological or condensed-phase environments. The key challenge lies in coupling the ML and MM regions, task addressed through three main strategies: (1) Mechanical Embedding (ME), where ML regions interact with fixed MM charges via classical electrostatics; (2) Polarization-Corrected Mechanical Embedding (PCME), where a vacuum-trained ML potential is supplemented post hoc with electrostatic corrections, preserving transferability while approximating environment effects; and (3) Environment-Integrated Embedding (EIE), where ML potentials are trained with explicit inclusion of MM-derived fields, enhancing accuracy but requiring specialized data. Since ML/MM builds on the scaffolding of QM/MM, most proposed coupling strategies rely heavily on electrostatics, polarization, and other physicochemical concepts, the development and analysis of ML/MM schemes sits naturally at the intersection of physical chemistry and modern data science. This review surveys the conceptual foundations of ML/MM schemes, classify existing implementations, and highlights key applications and open challenges, providing a critical snapshot of the current state-of-the-art and positioning ML/MM not merely as a computational alternative, but as the natural evolution of QM/MM towards data-driven, scalable multiscale modeling. | es_ES |
| dc.description.fil | Fil: Grassano, Juan Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Pickering, Ignacio. University of Florida; Estados Unidos | |
| dc.description.fil | Fil: Roitberg, Adrian. University of Florida; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Semelak, Jonathan Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina | |
| dc.format | application/pdf | es_ES |
| dc.identifier.citation | Grassano, Juan Santiago; Pickering, Ignacio; Roitberg, Adrian; Estrin, Dario Ariel; Semelak, Jonathan Alexis; From QM/MM to ML/MM: A new era in multiscale modeling; American Institute of Physics; Chemical Physics Reviews; 6; 4; 8-2025; 1-23 | es_ES |
| dc.identifier.institucional | CONICET | |
| dc.identifier.issn | 2688-4070 | es_ES |
| dc.identifier.repo | CONICET Digital | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11336/301180 | |
| dc.journal.number | 4 | es_ES |
| dc.journal.pagination | 1-23 | es_ES |
| dc.journal.pais | Reino Unido | es_ES |
| dc.journal.title | Chemical Physics Reviews | es_ES |
| dc.journal.volume | 6 | es_ES |
| dc.language.iso | eng | es_ES |
| dc.publisher | American Institute of Physics | es_ES |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.aip.org/aip/cpr/article-abstract/6/4/041304/3371490/From-QM-MM-to-ML-MM-A-new-era-in-multiscale?redirectedFrom=fulltext | |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1063/5.0260078 | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/ | |
| dc.subject | MACHINE LEARNING | es_ES |
| dc.subject | QM/MM | es_ES |
| dc.subject | ML/MM | es_ES |
| dc.subject.classification | Otras Ciencias Químicas | es_ES |
| dc.subject.classification | Ciencias Químicas | es_ES |
| dc.subject.classification | CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS | es_ES |
| dc.title | From QM/MM to ML/MM: A new era in multiscale modeling | es_ES |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/article | |
| dc.type | info:ar-repo/semantics/artículo | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | |
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- CONICET_Digital_Nro.0773bf91-f01e-4726-ac5c-bb6c663971b2_B.pdf
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