Znanstvenici iz Ruskog kvantnog centra zajedno s kolegama iz NUST MISIS povećali su produktivnost
Istraživači u različitim znanstvenim područjimaredovito koristiti računalne arhitekture temeljene na umjetnim neuronskim mrežama za analizu ogromnih količina podataka i predviđanje ponašanja pojedinih sustava. Tako je DeepMind 2020. prvi put fermionskom neuronskom mrežom riješio jedan od ključnih problema na području kemije - Schrödingerovu jednadžbu za elektrone u molekulama.
Većina problema u kvantnoj mehanici ne možeriješiti točnim odgovorom, pa su znanstvenici prisiljeni koristiti aproksimaciju - znanstvenu metodu koja se sastoji u pronalaženju približnih vrijednosti zamjenom objekata pojednostavljenim analogima. Variranjem slobodnih parametara fizičari uspijevaju pronaći valne funkcije koje najtočnije opisuju stanje sustava. Ovaj oblik pretraživanja - ansatz - aktivno se koristi u kvantnoj kemiji, budući da se modeliranje elementarnih kemijskih reakcija još uvijek daje znanstvenicima s velikim poteškoćama, čak i za mali broj atoma u sustavu.
U sklopu eksperimenta, zajednički tim odfizičari, kemičari i stručnjaci za strojno učenje koristili su FermiNet arhitekturu kao ansatz. Zatim su stručnjaci počeli iterativno poboljšavati neuronsku mrežu kroz ažurirani postupak za njezino treniranje. Tijekom izračuna korišteni su alati platforme za kvantno računalstvo u oblaku QBoard. Znanstvenici ne samo da su uspjeli simulirati višedimenzionalne sustave nego što je to dopuštala izvorna FermiNet arhitektura, već su i povećali točnost klasičnih proračuna u elektron-nuklearnim i elektron-elektronskim interakcijama.
Rezultati su se pokazali u procesumodeliranje dušika, ugljikovog monoksida, etilena, fluorovodika i niza drugih molekula. U budućnosti se dobiveni podaci mogu koristiti u farmakologiji za stvaranje novih lijekova, znanosti o materijalima i industriji goriva.
“Kombinacija metoda strojnog učenja ikvantna kemija danas daje vrlo zanimljive rezultate. Takve interdisciplinarne interakcije fizičara, kemičara, biologa, programera dovode do obogaćivanja klasičnih pristupa i tako zanimljivih hibridnih rješenja kao što je naš slučaj korištenja QBoarda za razvoj FermiNet mreže,” rekao je Alexey Fedorov, voditelj istraživačke grupe Quantum Information Technologies pri Ruski kvantni centar.
Čitaj više:
Nazvan vitaminom koji štiti mozak od demencije
Pogledajte kako se Zemlja mijenjala tijekom 100 milijuna godina na najdetaljnijoj karti
Pokazalo se koji su muškarci najplodniji: njihova sperma je 50% bolja od ostalih