Создана система искусственного интеллекта, способная решить основную задачу области квантовой химии

Искусственный интеллект

Исследователи из Берлинского Свободного университета (Freie Universitat Berlin) разработали новую систему искусственного интеллекта, способную вычислять так называемое стандартное состояние уравнения Шредингера. Такой вид уравнения Шредингера является одной из фундаментальных вещей в области квантовой химии, при помощи его решения становится возможным определение химических и физических свойств молекул на основе данных расположения в пространстве атомов, входящих в эту молекулу.

Возможность математического решения уравнения Шредингера избавило бы человечество от необходимости проведения ресурсоемких и длительных лабораторных экспериментов. Однако, решение уравнения является весьма и весьма сложной задачей, до последнего времени решения, обеспечивающие достаточную точность прогнозов свойств, были найдены лишь для некоторых видов простейших молекул определенного типа, а решения уравнения для более сложных произвольных молекул не могут быть вычислены с приемлемым уровнем точности за приемлемое для этого время.

Для того, чтобы получить беспрецедентную на сегодня комбинацию точности и вычислительной эффективности исследователи из Германии разработали новый принцип глубинного машинного обучения и самообучения. В их подходе используется то, что одним из основополагающих принципов уравнения Шредингера в квантовой химии является волновая функция, математический объект, который полностью определяет поведение электронов в молекуле.

Основная проблема заключается в том, что волновая функция — это весьма многомерная математическая конструкция и очень трудно охватить абсолютно все ее нюансы, определяющие поведение отдельных электронов и их взаимодействие с другими электронами. Разработанная нейронная сеть не использует традиционных принцип представления волновых функций электронов в виде набора относительно простых математических примитивов, вместо этого она изучает и использует сложные образы волновой функции на основе данных о расположении и движении электронов возле или вокруг ядер атомов молекул.

Ученые отмечают, что специфической особенностью электронной волновой функции является высокий уровень ее асимметрии, к примеру, когда два электрона меняются местами, знак волновой функции меняется на обратный. Эта особенность и множество других подобных изначально встроены в архитектуру нейронной сети, которая работает на основе известного принципа исключения Паули. Из-за этого новая система искусственного интеллекта получила название «PauliNet» и ученые продолжают работу над ней, стремясь повысить ее эффективность, точность результатов до уровня, когда эти результаты уже будет возможно использовать на практике.

Ключевые слова:
Искусственный, Интеллект, Нейронная, Сеть, PauliNet, Решение, Уравнение, Шредингер, Квантовая, Химия, Волновая, Функция, Электрон

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Физики создали модель сложной квантовой системы при помощи искусственной не …
  • 2000 атомов в двух местах одновременно — новый рекорд в области создания со …
  • Создана система искусственного интеллекта, рассчитывающая результаты органи …
  • Проведены вычисления рекордной по масштабам компьютерной модели из области …
  • Ученым удалось физически разделить два квантовых состояния одного иона
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Квантовые флуктуации — идеальный генератор случайных чисел, работающий с огромной скоростью
    Если вам предложат выбрать одну любую карту из колоды, то с достаточно большой вероятностью можно предсказать, что это за карта, зная законы физики, и ...
    Созданы «химические нейроны», способные считывать и обрабатывать информацию, хранимую в ДНК
    Ученые уже достаточно долго экспериментируют с использованием молекул синтетической ДНК в качестве носителя информации. И если процесс синтеза такой ДНК уже не вызывает больших ...
    Новая квантовая операционная система IBM Qiskit обеспечивает 100-кратное ускорение расчетов тяжелых вычислительных задач
    Несмотря на свою потенциальную вычислительную мощность, существующие квантовые компьютеры еще достаточно далеки от того, чтобы переложить на свои плечи решение некоторых типов тяжелых вычислительных ...
    Ученые нашли совершенно новый способ измерения времени
    Использование секундомера, механического или электронного, имеющегося в каждом мобильном телефоне, является самым простым способом подсчета количества секунд между точками времени "до", "сейчас" и "после". ...
    Установлен новый рекорд по скорости передачи данных — 319 терабит в секунду
    Японские инженеры недавно установили новый абсолютный рекорд по скорости передачи данных через оптическое волокно, который составил 319 терабит в секунду. При этом, рекордная скорость ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика