气候机器学习基准库
ClimateLearn 是 UCLA 机器学习组于 2023 年发布的 Python 库,以标准化、简洁的方式提供气候数据集、基线模型与评测指标,支持统计降尺度与时序预测的规模化基准测试。代码以 MIT 开源。
生物分子分子动力学
专注于生物分子(蛋白质、脂质、核酸)的高性能分子动力学包,以极致并行与向量化著称,是结构生物学与药物设计中经典 MD 的主力,也常作为生成训练数据的引擎。
新 LGPL-2.1 分子动力学生物分子蛋白质 可微数值计算框架
Google 开源的 NumPy 风格数值计算库,以 XLA 编译、自动微分与函数式变换(grad / jit / pmap / vmap)为核心,是 JAX-CFD、JAX-Fluids 等物理 AI 可微求解器与神经算子研究的底层算力。
新 Apache-2.0 自动微分XLA数值计算 分子动力学与多体仿真
Sandia 主导的开源分子动力学与粒子仿真器,支持从原子、介观到连续介质的多尺度模型与大量力场/势函数,是材料、化学与生物分子模拟的主力工具,也是 MLIP 训练与验证的常见基线。
可微 GPU 仿真框架
NVIDIA 开源的 Python 框架,把普通 Python 函数 JIT 编译为 CPU/CUDA 原生核,且每个核自动生成可微反向版本,可让梯度穿过整段物理仿真——是 Isaac Lab、Newton 等机器人/物理学习栈的底层算力。
新 Apache-2.0 可微仿真GPUJIT 编译 图神经网络框架
基于 PyTorch 的图神经网络库,提供图卷积、图注意力、消息传递等丰富算子与主流数据集/采样器,是分子、材料晶体与物理系统图表示学习(如 GNN 势、分子性质预测)的事实标准工具。
物理仿真 DSL
面向高性能计算的 Python 嵌入式 DSL,把 Python 写成并行、自动微分的核函数,内置 MPM / SPH / FEM 等物理仿真前端,是科研与原型期实现可微物理仿真的常用工具。
新 Apache-2.0 物理仿真可微编程DSL 蛋白质结构预测
DeepMind 于 2021 年提出的端到端深度学习模型,在 CASP14 上将蛋白质三维结构预测精度推到近实验水平,从根本上改变了结构生物学;代码 Apache-2.0,模型参数 CC-BY-4.0。
新 Apache-2.0(代码)/ CC-BY-4.0(参数) 蛋白质结构深度学习结构生物学 天气预报
NVIDIA 等 2022 年提出的全球数据驱动高分辨率天气模型,以 0.25 度分辨率在数秒内生成一周预报,短期大尺度变量精度比肩 ECMWF IFS,并开创了千成员大集合概率预报范式;代码 BSD-3-Clause。
新 BSD-3-Clause(代码) 天气预报傅里叶神经算子深度学习 概率集合天气预报
GenCast 是 Google DeepMind 于 2023 年提出的生成式机器学习天气预报模型,采用扩散模型在球面网格上生成概率集合预报,在多数标准指标上超越传统物理集合预报(如 ECMWF ENS),推理速度快数个数量级。代码以 Apache-2.0 开源,模型权重以 CC-BY-NC-SA-4.0 发布(禁止商用)。
新 Apache-2.0(代码)/ CC-BY-NC-SA-4.0(模型权重,禁止商用) 天气预报深度学习概率预报 混合大气环流模型
NeuralGCM 是 Google DeepMind 于 2024 年提出的混合机器学习 + 物理的大气环流模型,用神经网络参数化替代部分物理过程,同时保留可微分动力核,兼具数值稳定性与数据驱动精度。代码以 Apache-2.0 开源,模型权重以 CC-BY-SA-4.0 发布。
新 Apache-2.0(代码)/ CC-BY-SA-4.0(模型权重) 天气预报气候模拟混合模型 蛋白质结构预测
OpenFold 是 Columbia 大学 AQLab 于 2022 年发布的对 DeepMind AlphaFold2 的高保真、可训练 PyTorch 复现,内存高效、GPU 友好。源代码以 Apache-2.0 开源,DeepMind 预训练参数以 CC-BY-4.0 发布(2022 年 1 月起由 CC BY-NC 4.0 放宽)。
新 Apache-2.0(代码)/ CC-BY-4.0(DeepMind 预训练参数) 蛋白质结构预测深度学习开源