Fizycy z Centrum Obliczeniowej Fizyki Kwantowej w Instytucie Flatiron nauczyli sieć neuronową symulować
Przewidywanie właściwości cząsteczki lub materiałuwymaga obliczenia zbiorowego zachowania jego elektronów. Problem polega na tym, że elektrony mogą się ze sobą „kwantowo-mechanicznie” splątać, co oznacza, że nie można ich już traktować indywidualnie, wyjaśniają autorzy. Splątana sieć połączeń staje się niezwykle trudna nawet dla najpotężniejszych komputerów do bezpośredniego rozwikłania dla dowolnego systemu złożonego z więcej niż garstki cząstek.
Aby przezwyciężyć to ograniczenie, naukowcyużyj sieci neuronowej, która modeluje zachowanie dodatkowych elektronów „duchów”. Są to cząstki, które tak naprawdę nie istnieją, ale sztuczna inteligencja zastępuje interakcje kwantowe. Sieć neuronowa koryguje zachowanie tych cząstek, dopóki nie znajdzie dokładnego rozwiązania, które w pełni odpowiada rzeczywistym obserwacjom. W ten sposób odtwarza efekty splątania bez towarzyszących im przeszkód obliczeniowych.
Poradzisz sobie z elektronami jaknie rozmawiają ze sobą, jakby nie wchodziły ze sobą w interakcje. Dodatkowe cząstki, które dodajemy, pośredniczą w interakcjach między rzeczywistymi cząstkami, które żyją w rzeczywistym systemie fizycznym, który próbujemy opisać.
Javier Robledo Moreno, badacz z New York University, współautor artykułu
W swoim artykule naukowcy wykazali:skuteczność metody modelowania funkcji falowych „splątanych” elektronów dla prostych układów, które można obliczyć innymi metodami. Wyniki symulacji splątania kwantowego całkowicie pokrywały się z alternatywnymi obliczeniami.
Naukowcy uważają, że nowa metoda pozwoliprzewidzieć właściwości materiału lub cząsteczki bez konieczności ich syntezy i testowania w laboratorium. Na przykład możliwe będzie przetestowanie wielu różnych cząsteczek pod kątem pożądanej właściwości farmaceutycznej za pomocą zaledwie kilku kliknięć myszą.
Czytaj więcej:
Wkrótce w Ziemię uderzy burza słoneczna: materiał leci z prędkością 800 km/s
Naukowcy sfilmowali dziwne stworzenie z mackami, które pomylili z kwiatem
Rosja opuszcza ISS: co się teraz stanie i dlaczego utrzymanie stacji jest zagrożone