Синергія між глибокими нейронними мережами та варіаційним методом Монте-Карло для малих кластерів $^4He

Перевидано Платоном

читають: 0

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

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Ми представляємо підхід на основі нейронної мережі для моделювання хвильових функцій, які задовольняють статистику Бозе-Ейнштейна. Застосовуючи цю модель до невеликих кластерів $^4He_N$ (з N в діапазоні від 2 до 14 атомів), ми точно прогнозуємо енергії основного стану, функції парної густини та параметри контакту двох тіл $C^{(N)}_2$, пов’язані з слабка унітарність. Результати, отримані за допомогою варіаційного методу Монте-Карло, демонструють чудову збіг з попередніми дослідженнями з використанням дифузійного методу Монте-Карло, який вважається точним у межах своїх статистичних невизначеностей. Це вказує на ефективність нашого нейромережевого підходу для дослідження систем багатьох тіл, керованих статистикою Бозе-Ейнштейна.

Синергія між глибокими нейронними мережами та варіаційним методом Монте-Карло для малих кластерів $^4He_N$ PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

Рекомендоване зображення: мультфільм, що ілюструє міжатомний потенціал між атомами, штучну нейронну мережу, що представляє квантові стани кластерів гелію, і результуючу хвильову функцію димера.

► Дані BibTeX

@article{Freitas2023synergybetweendeep, doi = {10.22331/q-2023-12-18-1209}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-12-18-1209}, title = {Синергія між глибокі нейронні мережі та варіаційний метод {M}onte {C}arlo для малих кластерів {$^4He_N$}}, автор = {Freitas, William and Vitiello, S. A.}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521 -327X}, видавець = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, обсяг = {7}, сторінок = {1209}, місяць = грудень, рік = {2023} }

► Список літератури

[1] Лі Ян, Чжаоці Ленг, Гуаньюань Юй, Анкіт Патель, Вен-Цзюнь Ху та Хань Пу. Варіаційний метод Монте-Карло з розширеним глибоким навчанням для квантової фізики багатьох тіл. Physical Review Research, 2 (1): 012039, 2020-02. 10.1103/physrevresearch.2.012039.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.012039

[2] Девід Пфау, Джеймс С. Спенсер, Олександр Г. Д. Г. Метьюз і В. М. С. Фолкс. Ab initio рішення багатоелектронного рівняння Шредінгера з глибокими нейронними мережами. Physical Review Research, 2 (3): 033429, 2020-09. 10.1103/physrevresearch.2.033429.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.033429

[3] Ян Герман, Зено Шецле та Франк Ной. Розв’язок електронного рівняння Шредінгера за допомогою глибокої нейронної мережі. Природна хімія, 12 (10): 891–897, 2020-09. 10.1038/s41557-020-0544-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41557-020-0544-y

[4] Ян Кесслер, Франческо Калькавеккіа та Томас Д. Кюне. Штучні нейронні мережі як пробні хвильові функції для квантового Монте-Карло. Розширена теорія та моделювання, 4 (4): 2000269, 2021-01. 10.1002/adts.202000269.
https:///doi.org/10.1002/adts.202000269

[5] Габріель Пеша, Цзецюнь Хан, Алессандро Ловато, Цзяньфен Лу та Джузеппе Карлео. Квантові стани нейронної мережі для періодичних систем у неперервному просторі. Physical Review Research, 4 (2): 023138, 2022-05. 10.1103/physrevresearch.4.023138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023138

[6] Маріо Кренн, Роберт Полліс, Сі Юе Гуо, Маттео Альдегі, Альба Сервера-Ліерта, Паскаль Фрідеріх, Габріель дос Пассос Гомес, Флоріан Хасе, Адріан Джініч, АкшатКумар Нігам, Женпен Яо та Алан Аспуру-Гузік. Про наукове розуміння зі штучним інтелектом. 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] Джузеппе Карлео і Маттіас Тройер. Розв’язання квантової проблеми багатьох тіл за допомогою штучних нейронних мереж. Science, 355 (6325): 602–606, лютий 2017 р. 10.1126/science.aag2302.
https:///doi.org/10.1126/science.aag2302

[8] Мікеле Руджері, Саверіо Мороні та Маркус Хольцман. Опис нелінійної мережі для багатотільних квантових систем у безперервному просторі. Physical Review Letters, 120 (120): 205302, травень 2018 р. 10.1103/physrevlett.120.205302.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.120.205302

[9] Хірокі Сайто і Масая Като. Техніка машинного навчання для знаходження квантових багатьох тіл основних станів бозонів на решітці. Журнал фізичного товариства Японії, 87 (1): 014001, 2018-01. 10.7566/jpsj.87.014001.
https: / / doi.org/ 10.7566 / jpsj.87.014001

[10] А. Дж. Єйтс і Д. Блюм. Структурні властивості кластерів $^4$He$_{N}$ (${N}$=2-10) для різних потенційних моделей у фізичній точці та при унітарності. Physical Review A, 105 (2): 022824, 2022-02. 10.1103/physreva.105.022824.
https:///doi.org/10.1103/physreva.105.022824

[11] Дж. Пітер Тонніс. Нанокраплі гелію: утворення, фізичні властивості та надплинність. У темах прикладної фізики, сторінки 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] П. Реккіа, А. Київський, Л. Гірланда, М. Гаттобігіо. Сублідерні внески в $n$-бозонні системи всередині універсального вікна. Physical Review A, 106 (2): 022812, 2022-08. 10.1103/physreva.106.022812.
https:///doi.org/10.1103/physreva.106.022812

[13] Олена Спреафіко, Джорджіо Бенедек, Олег Корнілов та Ян Пітер Тонніс. Магічні числа в кластерах бозона $^4$He: шнековий механізм випаровування. Молекули, 26 (20): 6244, 2021-10. 10.3390/molecules26206244.
https:///doi.org/10.3390/molecules26206244

[14] Даніель Оделл, Арнольдас Дельтува та Лукас Платтер. Ван-дер-Ваальсова взаємодія як відправна точка для ефективної теорії поля. Physical Review A, 104 (2): 023306, 2021-08. 10.1103/physreva.104.023306.
https:///doi.org/10.1103/physreva.104.023306

[15] Б. Базак, М. Валіенте, Н. Барнеа. Універсальні ближні кореляції в бозонних кластерах гелію. Physical Review A, 101 (1): 010501, 2020-01. 10.1103/physreva.101.010501.
https:///doi.org/10.1103/physreva.101.010501

[16] А. Київський, А. Поллс, Б. Хуліа-Діас, Н. К. Тимофеюк, М. Гаттобігіо. Від кількох бозонів до багатьох бозонів усередині унітарного вікна: перехід між універсальною та неуніверсальною поведінкою. Physical Review A, 102 (6): 063320, 2020-12. 10.1103/physreva.102.063320.
https:///doi.org/10.1103/physreva.102.063320

[17] Б. Базак, Й. Кіршер, С. Кеніг, М. Павон Вальдеррама, Н. Барнеа та У. ван Колк. Шкала чотирьох тіл в універсальних системах кількох бозонів. Physical Review Letters, 122 (14), квітень 2019 р. 10.1103/physrevlett.122.143001.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.122.143001

[18] А. Київський, М. Вівіані, Р. Альварес-Родрігес, М. Гаттобігіо та А. Дельтува. Універсальна поведінка малобозонних систем з використанням потенційних моделей. Системи кількох тіл, 58 (2), 2017-01. 10.1007/s00601-017-1228-z.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00601-017-1228-z

[19] Дж. Карлсон, С. Гандольфі, У. ван Кольк, С. А. Вітіелло. Властивості основного стану унітарних бозонів: від кластерів до матерії. фіз. Rev. Lett., 119: 223002, листопад 2017 р. 10.1103/PhysRevLett.119.223002. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.119.223002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.223002

[20] Рональд А. Азіз, Фредерік Р. В. Маккорт і Клемент К. К. Вонг. Нове визначення міжатомного потенціалу основного стану для He$_2$. Молекулярна фізика, 61 (6): 1487–1511, 1987-08. 10.1080/00268978700101941.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00268978700101941

[21] Рафаель Гвардіола, Олег Корнілов, Хесус Наварро та Дж. Пітер Тонніс. Магічні числа, рівні збудження та інші властивості малих нейтральних кластерів he4 (n$leqslant$50). Журнал хімічної фізики, 124 (8): 084307, 2006-02. 10.1063/1.2140723.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2140723

[22] В. Л. Макміллан. Основний стан рідкого $^4$He. фіз. Rev., 138 (2A): A442–A451, квітень 1965 р. 10.1103/PhysRev.138.A442.
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.138.A442

[23] Р. П. Фейнман і Майкл Коен. Енергетичний спектр збуджень у рідкому гелії. фіз. Rev., 102: 1189–1204, червень 1956 р. 10.1103/PhysRev.102.1189. URL-адреса http:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.102.1189.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.102.1189

[24] К. Е. Шмідт, Майкл А. Лі, М. Х. Калос і Г. В. Честер. Структура основного стану ферміонної рідини. фіз. Rev. Lett., 47: 807–810, вересень 1981 р. 10.1103/PhysRevLett.47.807. URL-адреса http:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.47.807.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.807

[25] Девід Пфау, Джеймс С. Спенсер і учасники FermiNet. FermiNet, 2020. URL http:///github.com/deepmind/ferminet.
http:///github.com/deepmind/ferminet

[26] Макс Вілсон, Саверіо Мороні, Маркус Хольцманн, Ніколас Гао, Філіп Вударскі, Тейс Вегге та Арг'я Бхоумік. Анзац нейронної мережі для періодичних хвильових функцій і однорідного електронного газу. фіз. B, 107: 235139, червень 2023 р. 10.1103/PhysRevB.107.235139. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.107.235139.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.107.235139

[27] Д. М. Сеперлі та М. Х. Калос. Квантові проблеми багатьох тіл. У K. Binder, редактор, Методи Монте-Карло в статистичній фізиці, том 7 Topics in Current Physics, розділ Квантові проблеми багатьох тіл, сторінки 145–194. Springer-Verlag, Berlin, друге видання, 1986. 10.1007/978-3-642-82803-4_4.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-82803-4_4

[28] Філіппо Вічентіні, Даміан Хофманн, Аттіла Сабо, Діан Ву, Крістофер Рот, Клеменс Джуліані, Габріель Пеша, Яннес Ніс, Володимир Варгас-Кальдерон, Микита Астраханцев і Джузеппе Карлео. NetKet 3: інструментарій машинного навчання для багатотільних квантових систем. SciPost Physics Codebases, 2022-08. 10.21468/scipostphyscodeb.7.
https:///doi.org/10.21468/scipostphyscodeb.7

[29] Джеймс Мартенс і Роджер Б. Гросс. Оптимізація нейронних мереж із наближеною кривизною, факторизованою Кронекером. У ICML’15: Матеріали 32-ї міжнародної конференції з міжнародної конференції з машинного навчання – том 37, 2015 р. 10.48550/arXiv.1503.05671. URL-адреса 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] Вільям Фрейтас. Гелієві кластери BoseNet, 2023. URL https://github.com/freitas-esw/bosenet-helium-clusters.
https:///github.com/freitas-esw/bosenet-helium-clusters

[31] Ніколас Гао та Стефан Гюннеманн. Висновок без вибірки для початкових поверхневих мереж потенційної енергії. arXiv:2205.14962, 2022. 10.48550/arXiv.2205.14962.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.14962
arXiv: 2205.14962

[32] Інгрід фон Глен, Джеймс С. Спенсер і Девід Пфау. Анзац самоуважності для квантової хімії ab-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. Ефекти релятивістської та квантової електродинаміки в парному потенціалі гелію. Physical Review Letters, 104 (18): 183003, 2010-05. 10.1103/physrevlett.104.183003.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.104.183003

[34] Стефан Целлер та ін. Зображення стану квантового гало He$_2$ за допомогою лазера на вільних електронах. Праці Національної академії наук, 113 (51): 14651–14655, 2016-12. 10.1073/pnas.1610688113.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1610688113

[35] Шина Тан. Енергетика сильнокорельованого фермі-газу. Енн Phys., 323 (12): 2952 – 2970, 2008a. ISSN 0003-4916. http:///dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.004. URL-адреса http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000456.
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.004
http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000456

[36] Шина Тан. Велика частина імпульсу сильно корельованого газу Фермі. Енн Phys., 323 (12): 2971 – 2986, 2008b. ISSN 0003-4916. http:///dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.005. URL-адреса http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000432.
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.005
http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000432

[37] Шина Тан. Узагальнена віріальна теорема та співвідношення тиску для сильно корельованого газу Фермі. Енн Phys., 323 (12): 2987 – 2990, 2008c. ISSN 0003-4916. http:///dx.doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.003. URL-адреса http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000420.
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2008.03.003
http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491608000420

[38] Джеральд А. Міллер. Неуніверсальні та універсальні аспекти великої межі довжини розсіювання. Physics Letters B, 777: 442–446, 2018-02. 10.1016/j.physletb.2017.12.063.
https:///doi.org/10.1016/j.physletb.2017.12.063

[39] Фелікс Вернер і Іван Кастін. Загальні співвідношення для квантових газів у двох і трьох вимірах. II. бозони і суміші. Physical Review A, 86 (5): 053633, 2012-11. 10.1103/physreva.86.053633.
https:///doi.org/10.1103/physreva.86.053633

[40] Фелікс Вернер і Іван Кастін. Загальні співвідношення для квантових газів у двох і трьох вимірах: двокомпонентні ферміони. Physical Review A, 86 (1): 013626, 2012-07. 10.1103/physreva.86.013626.
https:///doi.org/10.1103/physreva.86.013626

[41] Ярослав Луцишин. Слабо параметризований анзац ястроу для сильно корельованої бозе-системи. J. Chem. Phys., 146 (12): 124102, березень 2017 р. 10.1063/1.4978707.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4978707

[42] С. А. Вітіелло та К. Е. Шмідт. Оптимізація хвильових функцій $^4$He для рідкої та твердої фаз. фіз. B, 46: 5442–5447, вересень 1992 р. 10.1103/PhysRevB.46.5442. URL-адреса http:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.46.5442.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.46.5442

Цитується

Не вдалося отримати Перехресне посилання, наведене за даними під час останньої спроби 2023-12-19 03:48:44: не вдалося отримати цитовані дані для 10.22331/q-2023-12-18-1209 з Crossref. Це нормально, якщо DOI був зареєстрований нещодавно. Увімкнено SAO / NASA ADS даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2023-12-19 03:48:44).

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.

Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
джерело: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-12-18-1209/

Часова мітка: 18 Грудня, 2023

Часова мітка: Травень 2, 2024

Перевидано Платоном

Об’ємний порівняльний аналіз усунення помилок за допомогою Qermit

Ефективна перевірка основних станів гамільтоніанів без фрустрацій

Ініціалізація графової нейронної мережі квантової наближеної оптимізації

Напіваппаратно-залежна сліпа квантова томографія

Класифікація фаз, захищених операторними симетріями матричного добутку з використанням станів матричного добутку

Одночасна оцінка кількох власних значень за допомогою квантової схеми малої глибини на ранніх відмовостійких квантових комп’ютерах

Оптимізовані квантові мережі

Емерджентні проекти квантових станів та біунітарність у динаміці подвійного унітарного кола

Середнє польове дослідження двовимірного утворення конденсату квазічастинок за наявності сильного розпаду

Ієрархічне узагальнення подвійної унітарності

Постпроцесор на основі перевірки-агнозії для декодування квантових кодів LDPC за допомогою передачі повідомлень

Про нас

Вертикальний пошук & Ai

платформа

Залишайтеся на зв'язку

рахунки