סינרגיה בין רשתות עצביות עמוקות ושיטת מונטה קרלו הווריאציונלית עבור אשכולות קטנים של $^4He

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

Instituto de Física Gleb Wataghin, University of Campinas - UNICAMP 13083-859 Campinas - SP, ברזיל

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

אנו מציגים גישה מבוססת רשת עצבית למידול פונקציות גל העונות על סטטיסטיקות Bose-Einstein. יישום המודל הזה על צבירים קטנים של $^4He_N$ (עם N שנע בין 2 ל-14 אטומים), אנו חוזים במדויק אנרגיות מצב קרקע, פונקציות צפיפות זוגות ופרמטרים של מגע דו-גופני $C^{(N)}_2$ הקשורים ל אחדות חלשה. התוצאות שהושגו באמצעות שיטת מונטה קרלו הווריאציונית מציגות הסכמה יוצאת דופן עם מחקרים קודמים המשתמשים בשיטת הדיפוזיה של מונטה קרלו, הנחשבת מדויקת במסגרת אי הוודאות הסטטיסטית שלה. זה מצביע על האפקטיביות של גישת הרשת העצבית שלנו לחקר מערכות רבות של גוף הנשלטות על ידי סטטיסטיקות Bose-Einstein.

סינרגיה בין רשתות עצביות עמוקות ושיטת מונטה קרלו הווריאציונית עבור אשכולות קטנים של $^4He_N$ PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

תמונה מוצגת: קריקטורה הממחישה את הפוטנציאל הבין-אטומי בין אטומים, את הרשת העצבית המלאכותית המייצגת את המצבים הקוונטיים של צבירי הליום ואת פונקציית הגל הדימר הנובע מכך.

סיכום פופולרי

רשתות עצבים מלאכותיות, בהשראת מבנה המוח, הן מערכות מורכבות של נוירונים מלאכותיים מחוברים זה לזה. מודלים חישוביים אלו מאחסנים מידע באמצעות אלגוריתמי למידה. המחקר שלנו מתעמק ביישום של רשתות עצביות מלאכותיות למידול מערכות קוונטיות הנשלטות על ידי סטטיסטיקות Bose-Einstein. באופן ספציפי, אנו מתמקדים בצברים קטנים המורכבים מ-14 אטומי הליום. תהליך הלמידה, בדומה לאופן שבו הרשת העצבית המוצעת שלנו מתאימה את עצמה להשגת האנרגיה הווריאציונית הנמוכה ביותר, נופל תחת התחום של למידת מכונה.

למרבה הפלא, התוצאות שלנו בהשגת פונקציית גל וריאציות מתאימות למחקרים קודמים שהשתמשו בשיטות מבוססות שהניבו תוצאות מדויקות בתוך אי ודאויות סטטיסטיות. לאחר השגת שלב זה, המודל יכול לחקור באופן מקיף תופעות ותכונות קוונטיות שונות. יכולת זו, למשל, מקלה על החקירה של מתאמים קוונטיים בין אטומים בתוך האשכול, ומספקת תובנות לגבי האופן שבו מתאמים אלה מתפתחים עם גודל האשכול וההשלכות שלהם על הטבע הקוונטי והיציבות התלויה בגודל של המערכת. ההצלחה בתיאור מערכות אלו באמצעות רשתות עצביות מדגישה את היעילות של גישה זו בחקר מערכות בוזוניות, תחום שפחות נחקר על ידי רשתות אלו עד כה.

► נתוני BibTeX

@article{Freitas2023synergybetweendeep, doi = {10.22331/q-2023-12-18-1209}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-12-18-1209}, כותרת בין {Synergy רשתות עצביות עמוקות והשיטה הווריאציונית {M}onte {C}arlo לאשכולות {$^4He_N$} קטנים}, מחבר = {Freitas, William and Vitiello, S. A.}, Journal = {{Quantum}}, issn = {2521 -327X}, מוציא לאור = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, נפח = {7}, עמודים = {1209}, חודש = דצמבר, שנה = {2023} }

► הפניות

[1] לי יאנג, Zhaoqi Leng, Guangyuan Yu, Ankit Patel, Wen-Jun Hu, והאן פו. שיטת מונטה קרלו וריאציונית משופרת ללמידה עמוקה לפיזיקה קוונטית של גופים רבים. Physical Review Research, 2 (1): 012039, 2020-02. 10.1103/physrevresearch.2.012039.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.012039

[2] דייוויד פפאו, ג'יימס ספנסר, אלכסנדר ג.ד.ג. מתיוס, ו-ו.מ.סי.פולקס. פתרון אב initio של משוואת שרדינגר האלקטרונים הרבים עם רשתות עצביות עמוקות. Physical Review Research, 2 (3): 033429, 2020-09. 10.1103/physrevresearch.2.033429.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.033429

[3] יאן הרמן, זינו שצל ופרנק נואה. פתרון רשת עצבית עמוקה של משוואת שרדינגר האלקטרונית. Nature Chemistry, 12 (10): 891–897, 2020-09. 10.1038/s41557-020-0544-y.
https: / doi.org/â € ‹10.1038 / s41557-020-0544-y

[4] יאן קסלר, פרנצ'סקו קלקבצ'יה ותומאס ד' קוהנה. רשתות עצביות מלאכותיות כפונקציות גל ניסוי עבור מונטה קרלו הקוונטית. תיאוריה וסימולציות מתקדמות, 4 (4): 2000269, 2021-01. 10.1002/adts.202000269.
https://doi.org/10.1002/adts.202000269

[5] גבריאל פסיה, ג'יקון האן, אלסנדרו לובאטו, ג'יאנפנג לו וג'וזפה קרליאו. מצבים קוונטיים של רשת עצבית עבור מערכות מחזוריות במרחב רציף. Physical Review Research, 4 (2): 023138, 2022-05. 10.1103/physrevresearch.4.023138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023138

[6] מריו קרן, רוברט פוליס, Si Yue Guo, Matteo Aldeghi, Alba Cervera-Lierta, Pascal Friederich, Gabriel dos Passos Gomes, Florian Häse, Adrian Jinich, Akshat Kumar Nigam, Zhenpeng Yao, Alan Asspuru-Guzik. על הבנה מדעית עם בינה מלאכותית. Nature Reviews Physics, 4 (12): 761–769, 2022-10. 10.1038/s42254-022-00518-3.
https://doi.org/10.1038/s42254-022-00518-3

[7] ג'וזפה קרליאו ומתיאס טרויר. פתרון הבעיה הקוונטית של גוף רבים עם רשתות עצביות מלאכותיות. Science, 355 (6325): 602–606, פברואר 2017. 10.1126/science.aag2302.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aag2302

[8] מישל רוגרי, סבריו מורוני ומרקוס הולצמן. תיאור רשת לא ליניארית למערכות קוונטיות בעלות גוף רב במרחב רציף. Physical Review Letters, 120 (120): 205302, מאי 2018. 10.1103/physrevlett.120.205302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.120.205302

[9] הירוקי סאיטו ומסאיה קאטו. טכניקת למידת מכונה למציאת מצבי קרקע קוונטיים של בוזונים על גבי סריג. Journal of the Physical Society of Japan, 87 (1): 014001, 2018-01. 10.7566/jpsj.87.014001.
https: / / doi.org/ 10.7566 / jpsj.87.014001

[10] א.ג'יי ייטס וד.בלום. מאפיינים מבניים של אשכולות $^4$He$_{N}$ (${N}$=2-10) עבור מודלים פוטנציאליים שונים בנקודה הפיזית וביחידות. סקירה פיזית א', 105 (2): 022824, 2022-02. 10.1103/physreva.105.022824.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.105.022824

[11] ג'יי פיטר טוניס. ננו-טיפות של הליום: היווצרות, תכונות פיזיקליות ונוזליות-על. בנושאים בפיזיקה שימושית, עמודים 1–40. Springer International Publishing, 2022. 10.1007/978-3-030-94896-2_1.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-94896-2_1

[12] P. Recchia, A. Kievsky, L. Girlanda, and M. Gattobigio. תרומות מובילות משנה למערכות $n$-boson בתוך החלון האוניברסלי. סקירה פיזית א', 106 (2): 022812, 2022-08. 10.1103/physreva.106.022812.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.106.022812

[13] אלנה ספראפיקו, ג'ורג'יו בנדק, אולג קורנילוב, ויאן פיטר טואניס. מספרי קסם בבוזון $^4$ הוא מקבץ: מנגנון אידוי המקדחה. מולקולות, 26 (20): 6244, 2021-10. 10.3390/מולקולות26206244.
https://doi.org/10.3390/molecules26206244

[14] דניאל אודל, ארנולדס דלטובה ולוקאס פלטר. אינטראקציה של ואן דר ואלס כנקודת המוצא לתורת שדות יעילה. סקירה פיזית א', 104 (2): 023306, 2021-08. 10.1103/physreva.104.023306.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.104.023306

[15] ב' בזק, מ' וליינטה, ונ' ברנע. מתאמים אוניברסליים לטווח קצר בצברי הליום בוזוני. סקירה פיזית A, 101 (1): 010501, 2020-01. 10.1103/physreva.101.010501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.010501

[16] A. Kievsky, A. Polls, B. Juliá-Díaz, N. K. Timofeyuk, and M. Gattobigio. מעט בוזונים לבוזונים רבים בתוך החלון האחדותי: מעבר בין התנהגות אוניברסלית ללא אוניברסלית. סקירה פיזית A, 102 (6): 063320, 2020-12. 10.1103/physreva.102.063320.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.102.063320

[17] B. Bazak, J. Kirscher, S. König, M. Pavón Valderrama, N. Barnea, and U. Van Kolck. סולם ארבעה גופים במערכות אוניברסליות של כמה בוזונים. Physical Review Letters, 122 (14), אפריל 2019. 10.1103/physrevlett.122.143001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.143001

[18] A. Kievsky, M. Viviani, R. Álvarez-Rodríguez, M. Gattobigio, and A. Deltuva. התנהגות אוניברסלית של מערכות מעטות בוזונים תוך שימוש במודלים פוטנציאליים. מעט-גוף מערכות, 58 (2), 2017-01. 10.1007/s00601-017-1228-z.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00601-017-1228-z

[19] J. Carlson, S. Gandolfi, U. Van Kolck, and S. A. Vitiello. מאפייני מצב קרקע של בוזונים יחידתיים: מאשכולות לחומר. פיזי. Rev. Lett., 119: 223002, נובמבר 2017. 10.1103/PhysRevLett.119.223002. כתובת אתר https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.119.223002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.223002

[20] רונלד א. עזיז, פרדריק ר.וו. מק'קורט, וקלמנט סי.קיי. וונג. קביעה חדשה של הפוטנציאל הבין-אטומי של מצב הקרקע עבור He$_2$. פיזיקה מולקולרית, 61 (6): 1487–1511, 1987-08. 10.1080/00268978700101941.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00268978700101941

[21] רפאל גווארדיולה, אולג קורנילוב, חסוס נבארו וג'יי פיטר טואניס. מספרי קסם, רמות עירור ומאפיינים אחרים של אשכולות he4 ניטרליים קטנים (n$leqslant$50). כתב העת לפיזיקה כימית, 124 (8): 084307, 2006-02. 10.1063/1.2140723.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2140723

[22] W. L. McMillan. מצב קרקע של נוזל $^4$He. פיזי. Rev., 138 (2A): A442–A451, אפריל 1965. 10.1103/PhysRev.138.A442.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.138.A442

[23] ר.פ. פיינמן ומיכאל כהן. ספקטרום האנרגיה של העירורים בהליום נוזלי. פיזי. Rev., 102: 1189–1204, יוני 1956. 10.1103/PhysRev.102.1189. כתובת אתר http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.102.1189.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.102.1189

[24] K. E. Schmidt, Michael A. Lee, M. H. Kalos, and G. V. Chester. מבנה מצב היסוד של נוזל פרמיון. פיזי. Rev. Lett., 47: 807–810, ספטמבר 1981. 10.1103/PhysRevLett.47.807. כתובת אתר http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.47.807.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.807

[25] David Pfau James S. Spencer ו-FermiNet תורמים. FermiNet, 2020. כתובת URL http:///github.com/deepmind/ferminet.
http:///github.com/deepmind/ferminet

[26] מקס ווילסון, סאבריו מורוני, מרקוס הולצמן, ניקולס גאו, פיליפ וודרסקי, טייס וגה וארג'יה בהאומיק. רשת עצבית תוספת עבור פונקציות גל מחזוריות וגז האלקטרונים ההומוגני. פיזי. Rev. B, 107: 235139, יוני 2023. 10.1103/PhysRevB.107.235139. כתובת האתר https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.107.235139.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.107.235139

[27] ד"מ צפרלי ומ"ח קאלוס. בעיות קוונטיות בגוף רבים. ב-K. Binder, עורך, Monte Carlo Methods in Statistics Physics, כרך 7 של נושאים בפיזיקה נוכחית, פרק Quantum Many-Body Problems, עמודים 145–194. Springer-Verlag, ברלין, מהדורה שנייה, 1986. 10.1007/978-3-642-82803-4_4.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-82803-4_4

[28] פיליפו ויסנטיני, דמיאן הופמן, אטילה סאבו, דיאן וו, כריסטופר רוט, קלמנס ג'וליאני, גבריאל פסיה, יאנס ניס, ולדימיר ורגס-קלדרון, ניקיטה אסטרחאנטסב וג'וזפה קרליאו. NetKet 3: ארגז כלים למידת מכונה למערכות קוונטיות בעלות גוף רב. SciPost Physics Codebases, 2022-08. 10.21468/scipostphyscodeb.7.
https://doi.org/10.21468/scipostphyscodeb.7

[29] ג'יימס מרטנס ורוג'ר ב. גרוס. אופטימיזציה של רשתות עצביות עם עקמומיות משוערת המבוססת על קרונקר. ב-ICML’15: Proceedings of the 32nd International Conference on International Conference on Machine Learning – Volume 37, 2015. 10.48550/arXiv.1503.05671. כתובת האתר https://dl.acm.org/doi/10.5555/3045118.3045374.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1503.05671
https: / / dl.acm.org/ doi / 10.5555 / 3045118.3045374

[30] וויליאם פרייטס. BoseNet Helium Clusters, 2023. URL https:///github.com/freitas-esw/bosenet-helium-clusters.
https:///github.com/freitas-esw/bosenet-helium-clusters

[31] ניקולס גאו וסטפן גונמן. מסקנות ללא דגימה עבור רשתות פני השטח של אנרגיה פוטנציאלית אב-initio. arXiv:2205.14962, 2022. 10.48550/arXiv.2205.14962.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.14962
arXiv: 2205.14962

[32] אינגריד פון גלן, ג'יימס ס. ספנסר ודיוויד פפאו. תוספת תשומת לב עצמית לכימיה קוונטית אב-initio. axXiv:2211.13672, 2023. 10.48550/arXiv.2211.13672.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2211.13672

[33] M. Przybytek, W. Cencek, J. Komasa, G. Łach, B. Jeziorski, and K. Szalewicz. השפעות אלקטרודינמיות יחסיות וקוונטיות בפוטנציאל צמד ההליום. מכתבי סקירה פיזית, 104 (18): 183003, 2010-05. 10.1103/physrevlett.104.183003.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.104.183003

[34] סטפן זלר ואח'. הדמיה של מצב ההילה הקוונטי He$_2$ באמצעות לייזר אלקטרוני חופשי. הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים, 113 (51): 14651–14655, 2016-12. 10.1073/pnas.1610688113.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1610688113

[35] שינא טאן. אנרגטיות של גז פרמי בעל מתאם חזק. אן. Phys., 323 (12): 2952 - 2970, 2008a. ISSN 0003-4916. http://dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.004. כתובת אתר http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000456.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2008.03.004
http: // www.sciencedirect.com/ science / מאמר / pii / S0003491608000456

[36] שינא טאן. חלק מומנטום גדול של גז פרמי בעל מתאם חזק. אן. Phys., 323 (12): 2971 – 2986, 2008b. ISSN 0003-4916. http://dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.005. כתובת אתר http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000432.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2008.03.005
http: // www.sciencedirect.com/ science / מאמר / pii / S0003491608000432

[37] שינא טאן. משפט ויראלי מוכלל ויחס לחץ עבור גז פרמי בעל מתאם חזק. אן. Phys., 323 (12): 2987 - 2990, 2008c. ISSN 0003-4916. http://dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.003. כתובת אתר http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000420.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2008.03.003
http: // www.sciencedirect.com/ science / מאמר / pii / S0003491608000420

[38] ג'רלד א. מילר. היבטים לא אוניברסליים ואוניברסליים של מגבלת אורך הפיזור הגדול. פיסיקה אותיות ב', 777: 442–446, 2018-02. 10.1016/j.physletb.2017.12.063.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physletb.2017.12.063

[39] פליקס ורנר ואיבן קסטין. יחסים כלליים לגזים קוונטיים בדו ותלת מימד. II. בוזונים ותערובות. סקירה פיזית א', 86 (5): 053633, 2012-11. 10.1103/physreva.86.053633.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.053633

[40] פליקס ורנר ואיבן קסטין. יחסים כלליים לגזים קוונטיים בדו ותלת מימד: פרמיונים דו-רכיביים. סקירה פיזית א', 86 (1): 013626, 2012-07. 10.1103/physreva.86.013626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.013626

[41] ירוסלב לוצשין. אנזזז עם פרמטרים חלשים למערכת בוס עם מתאם חזק. J. Chem. Phys., 146 (12): 124102, מרץ 2017. 10.1063/1.4978707.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4978707

[42] S. A. Vitiello and K. E. Schmidt. אופטימיזציה של פונקציות הגל $^4$He עבור השלב הנוזלי והמוצק. פיזי. Rev. B, 46: 5442–5447, ספטמבר 1992. 10.1103/PhysRevB.46.5442. כתובת אתר http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.46.5442.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.46.5442

מצוטט על ידי

לא ניתן היה להביא נתונים מצוטטים על ידי קרוסרף במהלך הניסיון האחרון 2023-12-19 03:48:44: לא ניתן היה להביא נתונים שהובאו עבור 10.22331 / q-2023-12-18-1209 מ- Crossref. זה נורמלי אם ה- DOI נרשם לאחרונה. על מודעות SAO / NASA לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2023-12-19 03:48:44)

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
מקור: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-12-18-1209/

בול זמן: דצמבר 18, 2023

הועלה מחדש על ידי אפלטון

הכנת מצב קוונטי אופטימלית (מבוקרת) וסינתזה יחידה משופרת על ידי מעגלים קוונטיים עם כל מספר של קיוביטים נלווים

למידה יעילה של מצבי מייצב מסוממים ב-$t$ עם מדידות בעותק בודד

מפענחי קוד צבע יעילים במידות $dgeq 2$ ממפענחי קוד טוריים

ערכת קידוד QLDPC-GKP בקצב סופי שעולה על גבול ה-CSS Hamming

אישור המידע הקוונטי של פישר מקבוצה נתונה של ערכים ממוצעים: גישת תכנות מוגדרת למחצה

דרישות חומרה מרגיעות עבור מעגלי קוד משטח באמצעות דינמיקה של זמן

ניצול אפקטים לא ליניאריים בחיישנים אופטו-מכאניים עם ספירת פוטון רציפה

אי שוויון ריכוז מטריצה ויעילות של קבוצות אוניברסליות אקראיות של שערים קוונטיים

גבולות סטייה ואי-שוויון בריכוז עבור רעשים קוונטיים

גבול תחתון של מורכבות מדגם משופרת עבור (נאמנות) טומוגרפיה של מצב קוונטים

חוק אזור תרמי לבוזוני סריג

עיצוב הערוצים הקוונטיים המושרים על ידי שערים אלכסוניים

אודות

חיפוש אנכי ו- Ai

פלטפורמה

שמור על קשר

חֶשְׁבּוֹן