นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้ปรับปรุงวิธีการสร้างแบบจำลองทางเคมี Deep Mind

นักวิทยาศาสตร์จาก Russian Quantum Center และเพื่อนร่วมงานจาก NUST MISIS ได้เพิ่มผลผลิต

เครือข่ายประสาทเฟอร์มิโอนิก (FermiNet) สร้างขึ้นบริษัทในเครือของ Google ผู้พัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์ DeepMind ของอังกฤษ ในระหว่างการทดลอง ซึ่งดำเนินการโดยได้รับการสนับสนุนจาก Russian Science Foundation และ Nissan Research Center ผู้เชี่ยวชาญได้ใช้โครงข่ายประสาทเทียม FermiNet และแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัมคลาวด์ QBoard เพื่อจำลองระบบเคมีที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ผลลัพธ์มีการอธิบายไว้ในวารสารวิทยาศาสตร์ International Journal of Quantum Chemistry 

นักวิจัยในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆใช้สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้โครงข่ายประสาทเทียมเป็นประจำเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาลและทำนายพฤติกรรมของแต่ละระบบ ดังนั้นในปี 2020 DeepMind จึงใช้โครงข่ายประสาทเฟอร์มิโอนิกเป็นครั้งแรกเพื่อแก้ปัญหาสำคัญประการหนึ่งในสาขาเคมี นั่นก็คือสมการชโรดิงเงอร์สำหรับอิเล็กตรอนในโมเลกุล 

ปัญหาส่วนใหญ่ในกลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถทำได้ได้รับการแก้ไขด้วยคำตอบที่ถูกต้องดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงถูกบังคับให้ใช้การประมาณ - วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ประกอบด้วยการค้นหาค่าโดยประมาณโดยการแทนที่วัตถุด้วยอะนาล็อกที่เรียบง่าย นักฟิสิกส์สามารถค้นหาฟังก์ชันคลื่นที่อธิบายสถานะของระบบได้แม่นยำที่สุดด้วยการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์อิสระ การค้นหารูปแบบนี้ - ansatz - ถูกใช้อย่างแข็งขันในเคมีควอนตัม เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ยังคงสร้างแบบจำลองของปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นด้วยความยากลำบาก แม้แต่สำหรับอะตอมจำนวนน้อยในระบบ

โดยเป็นส่วนหนึ่งของการทดลองโดยทีมงานร่วมของфизиков, химиков и специалистов в области машинного обучения использовала в качестве анзаца архитектуру FermiNet. Далее эксперты приступили к итеративному улучшению нейросети за счет обновленной процедуры ее обучения. В ходе расчетов использовались инструменты облачной платформы квантовых вычислений QBoard. Ученые не только получили возможность симулировать системы большей размерности, чем позволяла оригинальная архитектура FermiNet, но и повысили точность классических вычислений в электрон-ядерном и электрон-электронном взаимодействии. 

ผลลัพธ์ได้รับการแสดงให้เห็นในกระบวนการการสร้างแบบจำลองของไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ เอทิลีน ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ และโมเลกุลอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง ในอนาคต ข้อมูลที่ได้รับสามารถนำไปใช้ในเภสัชวิทยาเพื่อสร้างยาใหม่ๆ วัสดุศาสตร์ และอุตสาหกรรมเชื้อเพลิง

«Комбинация методов машинного обучения и เคมีควอนตัมในวันนี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจมาก ปฏิสัมพันธ์แบบสหวิทยาการดังกล่าวของนักฟิสิกส์ นักเคมี นักชีววิทยา โปรแกรมเมอร์ นำไปสู่การเพิ่มคุณค่าให้กับวิธีการแบบคลาสสิกและโซลูชันแบบผสมผสานที่น่าสนใจ เช่น กรณีของเราในการใช้ QBoard เพื่อพัฒนาเครือข่าย FermiNet” Alexey Fedorov หัวหน้ากลุ่มวิจัย Quantum Information Technologies ที่ the ศูนย์ควอนตัมรัสเซีย

อ่านเพิ่มเติม:

ชื่อวิตามินที่ป้องกันสมองจากโรคสมองเสื่อม

ดูว่าโลกมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วง 100 ล้านปีบนแผนที่ที่มีรายละเอียดมากที่สุด

ปรากฎว่าผู้ชายคนไหนมีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุด: สเปิร์มของพวกเขาดีกว่าที่เหลือ 50%