Вчені з Російського квантового центру спільно з колегами з НІТУ МИСиС підвищили продуктивність
Дослідники в різних галузях наукирегулярно використовують обчислювальні архітектури на основі штучних нейронних мереж, щоб аналізувати величезні обсяги даних та прогнозувати поведінку окремих систем. Так, у 2020 році DeepMind вперше застосував ферміонну нейромережу для вирішення одного з ключових завдань у галузі хімії — рівняння Шредінгера для електронів у молекулах.
Більшість завдань у квантовій механіці не можутьбути вирішені з отриманням точної відповіді, тому вчені змушені використовувати апроксимацію - науковий метод, який полягає у пошуку приблизних значень за рахунок заміни об'єктів спрощеними аналогами. Варіюючи вільні параметри, фізикам вдається знаходити хвильові функції, що найбільш точно описують стан системи. Ця форма пошуку — анзац — активно застосовується в квантовій хімії, оскільки моделювання елементарних хімічних реакцій все ще дається вченим насилу навіть для малого числа атомів у системі.
В рамках експерименту спільна команда зфізиків, хіміків та фахівців у галузі машинного навчання використовувала як анзац архітектуру FermiNet. Далі експерти приступили до ітеративного покращення нейромережі за рахунок оновленої процедури навчання. У результаті розрахунків використовувалися інструменти хмарної платформи квантових обчислень QBoard. Вчені не тільки отримали можливість симулювати системи більшої розмірності, ніж дозволяла оригінальна архітектура FermiNet, а й підвищили точність класичних обчислень в електронно-ядерній та електронній електронній взаємодії.
Результати були продемонстровані у процесімоделювання азоту, чадного газу, етилену, фтороводню та ряду інших молекул. У перспективі отримані дані можуть використовуватися у фармакології для створення нових ліків, матеріалознавства та паливної промисловості.
«Комбінація методів машинного навчання таквантової хімії дає сьогодні дуже цікаві результати. Подібні міждисциплінарні взаємодії фізиків, хіміків, біологів, програмістів призводять до збагачення класичних підходів і таких цікавих гібридних рішень як наш кейс щодо використання QBoard для розвитку мережі FermiNet», — підкреслив Олексій Федоров, керівник наукової групи «Квантові інформаційні технології» Російського.
Читати далі:
Названий вітамін, який захищає мозок від недоумства
Подивіться, як змінювалася Земля за 100 млн років на докладній карті
З'ясувалося, які чоловіки найбільш плідні: їхня сперма на 50% краща, ніж у інших