Изкуствен интелект ще решава уравнението на Шрьодингер

5
2301

Квантовата механика се занимава с прогнозиране на химическите и физическите свойства на молекулите според разположението на техните атоми в пространството. На теория уравнението на Шрьодингер дава възможност да се мине и без дългите и трудни лабораторни експерименти, но всъщност то е много сложно. Сега, екип от германски учени разработи нов метод за пресмятане на основното състояние на това уравнение с помощта на изкуствен интелект.

Чрез използване на дълбоко машинно обучение специалистите от Свободния университет на Берлин успяха да постигнат безпрецедентна точност и изчислителна производителност при пресмятанията на разположението на атомите на молекулите в пространството.

„Считаме че нашият подход може да окаже съществено влияние върху бъдещето на квантовата химия“ – заяви професор Франк Ное, ръководител на изследователската група.

Централният елемент на квантовата механика и в уравнението на Шрьодингер е вълновата функция – математически обект, който изцяло описва поведението на електроните в дадена молекула. Самата същност на уравнението е многомерна и е твърде сложно да се уловят всички нюанси на взаимните влияния на електроните. Има много методи в квантовата механика, в които учените се отказват от изчисляването на вълновата функция и се опитват само да определят енергията на молекулата. Но това снижава точността на прогнозата и не може да се каже с достатъчна точност да се каже какви ще бъдат свойствата на тази молекула.

Използват се и други методи, които се опитват да представят вълновата функция чрез голям брой опростени математични уравнения, но и тук изчисленията са толкова сложни, че на практика тези методи могат да се използват само при молекули с няколко атома.

Невронната мрежа разработена от екипа на професор Ное предлага съвсем нов начин за представяне на вълновата функция на електронните. Вместо стандартния подход за съставяне на вълновата функция от относително опростени математически компоненти учените са създали изкуствен интелект, който е в състояние да изучи сложните закономерности на разположението на електроните около ядрата. Това свойство е всъщност принципът на Паули и това е причината учените да нарекат своето творение PauliNet.

Преди невронната мрежа да стане готова за практическо използване, предстои дълъг етап от задълбочени тестове.

„Това все още е фундаментално изследване“ – допълват авторите на научната работа. „но това е един съвсем нов подход към стария проблем за изучаването на молекулите на различните вещества и ние сме въодушевени от разкриващите се възможности“.

Тази година физиците от Йейл създадоха специализирано устройство, което рязко намалява погрешността и оправя грешките допускани от квантовите компютри. Този метод може да се използва и в новата невронна мрежа PauliNet, което може да доведе до голям пробив в квантовата механика

3.7 3 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
5 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари