時隔四個月,ByteDance Research 與北京大學物理學院陳基主題組又一合作工作登上國際頂級刊物 Nature Communications:論文《 Towards the ground state of molecules via diffusion Monte Carlo on neural networks 》將神經網路與擴散蒙特卡羅方法結合,大幅提升神經網路方法在量子化學相關任務上的計算精度、效率以及體系規模,成為最新SOTA。
-
#論文連結:
#https://www.nature.com/articles/s41467-023-37609-3 - ##程式碼位址:
https://github.com/bytedance/jaqmc ##簡介
擴散蒙特卡羅方法是量子化學領域精確計算分子和材料基態能量的常用方法之一。透過與擴散蒙特卡羅方法結合,作者顯著提高了量子化學中神經網路 SOTA 方法的計算精度與效率。此外作者也提出了一種基於經驗線性關係的外推方法,大幅改善了分子結合能計算。總體而言,此計算框架作為求解量子多體問題的高精度方法,為化學分子性質的深入理解提供了更強大的工具。
基於神經網路的量子蒙特卡羅方法
擴散蒙特卡羅方法作為量子化學領域的經典高精度演算法之一,具有精度高、可並行性好、適合進行大規模計算等良好的特性。此外擴散蒙特卡羅可以突破神經網路的表達能力限制,利用投影演算法超越變分蒙特卡羅方法的精確度。
本工作中,作者將 SOTA 的神經網路 (FermiNet) 作為試探波函數與擴散蒙特卡羅方法結合。新的計算方法相比於 FermiNet 顯著提升了精度並減少了所需的計算步數。本工作中所設計並實現的擴散蒙特卡羅軟體具有神經網路友善、GPU 友善、平行友善的特點,可與廣泛的神經網路波函數結合,自動提升其精度與效率。
計算結果
1.原子
#使用神經網路對大型分子體系進行量子蒙特卡洛計算時,由於算力限制,所能使用的神經網路的表達能力也會受到一定限制。為了模擬這一場景,作者使用了僅僅兩層的神經網路來研究第二、三排的原子。計算結果顯示隨著體系變大,變分蒙特卡羅方法的精度愈來愈差,而擴散蒙特卡羅方法所帶來的精度提升也愈來愈明顯。
2.分子 作者在一系列分子体系上也验证了基于神经网络的扩散蒙特卡洛方法的有效性,包括氮气分子,环丁二烯以及双水分子。在所测试的体系上均观察到了明显的计算精度提升。 3. 苯环及双苯环 本工作公开前,量子化学领域中基于变分蒙特卡洛的神经网络波函数方法只处理过 30 电子以内的小型分子。本工作首次将神经网络波函数方法应用于 42~84 个电子的体系,即苯环与双苯环。计算结果显示,扩散蒙特卡洛方法在精度上显著优于变分蒙特卡洛方法,同时可以用少一个数量级的计算步数达到相同或更优的精度。
4. 线性关系及外推方法
作者在考察神经网络的不同训练阶段所对应的能量时,在很多体系上均发现变分蒙特卡洛与扩散蒙特卡洛的计算结果具有经验性的线性关系(下左图)。使用该线性关系对双苯环的解离能计算进行外推,显著提升了计算精度,得到了吻合于化学实验的结果(下右图)。
结语与展望
本工作表明,基于神经网络的扩散蒙特卡洛方法在精度与效率上均优于变分蒙特卡洛方法。作者开源的扩散蒙特卡洛代码可以与量子化学领域不断推陈出新的神经网络 [4,5] 快速结合,实现对研究社区的赋能。此外扩散蒙特卡洛方法也可以与处理真实固体的周期性神经网络 [6]、带赝势的神经网络 [7] 等一系列方法结合,在相应任务上提升计算效果。
以上是新研究揭示量子蒙特卡洛超越神經網路在突破限制的潛力,Nature子刊詳述最新進展的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

时隔四个月,ByteDanceResearch与北京大学物理学院陈基课题组又一合作工作登上国际顶级刊物NatureCommunications:论文《TowardsthegroundstateofmoleculesviadiffusionMonteCarloonneuralnetworks》将神经网络与扩散蒙特卡洛方法结合,大幅提升神经网络方法在量子化学相关任务上的计算精度、效率以及体系规模,成为最新SOTA。论文链接:https://www.nature.com

MySQL中如何使用SUM函数计算某个字段的总和在MySQL数据库中,SUM函数是一个非常有用的聚合函数,它可以用于计算某个字段的总和。本文将介绍如何在MySQL中使用SUM函数,并提供一些代码示例来帮助读者深入理解。首先,让我们看一个简单的示例。假设我们有一个名为"orders"的表,其中包含了顾客的订单信息。表结构如下:CREATETABLEorde

一种受欢迎的通用编程语言是Python。它被应用于各种行业,包括桌面应用程序、网页开发和机器学习。幸运的是,Python具有简单易懂的语法,适合初学者使用。在本文中,我们将使用Python来计算矩阵的右对角线之和。什么是矩阵?在数学中,我们使用一个矩形排列或矩阵,用于描述一个数学对象或其属性,它是一个包含数字、符号或表达式的矩形数组或表格,这些数字、符号或表达式按行和列排列。例如−234512367574因此,这是一个有3行4列的矩阵,表示为3*4矩阵。现在,矩阵中有两条对角线,即主对角线和次对

6 月 23 日,澳大利亚量子计算公司 SQC(Silicon Quantum Computing)宣布推出世界上第一个量子集成电路。这是一个包含经典计算机芯片上所有基本组件的电路,但体量是在量子尺度上。SQC 团队使用这种量子处理器准确地模拟了一个有机聚乙炔分子的量子态——最终证明了新量子系统建模技术的有效性。「这是一个重大突破,」SQC 创始人 Michelle Simmons 说道。由于原子之间可能存在大量相互作用,如今的经典计算机甚至难以模拟相对较小的分子。SQC 原子级电路技术的开发将

本文由Cristian Bodnar 和Fabrizio Frasca 合著,以 C. Bodnar 、F. Frasca 等人发表于2021 ICML《Weisfeiler and Lehman Go Topological: 信息传递简单网络》和2021 NeurIPS 《Weisfeiler and Lehman Go Cellular: CW 网络》论文为参考。本文仅是通过微分几何学和代数拓扑学的视角讨论图神经网络系列的部分内容。从计算机网络到大型强子对撞机中的粒子相互作用,图可以用来模

使用math.Log2函数计算指定数字的以2为底的对数在数学中,对数是一个重要的概念,它描述了一个数与另一个数(所谓的底)的指数关系。其中,以2为底的对数特别常见,并在计算机科学和信息技术领域中经常用到。在Python编程语言中,我们可以使用math库中的log2函数来计算一个数字的以2为底的对数。下面是一个简单的代码示例:importmathdef

阿里云机器学习平台PAI与华东师范大学高明教授团队合作在SIGIR2022上发表了结构感知的稀疏注意力Transformer模型SASA,这是面向长代码序列的Transformer模型优化方法,致力于提升长代码场景下的效果和性能。由于self-attention模块的复杂度随序列长度呈次方增长,多数编程预训练语言模型(Programming-basedPretrainedLanguageModels,PPLM)采用序列截断的方式处理代码序列。SASA方法将self-attention的计算稀疏化

使用Python的abs()函数计算数值的绝对值绝对值是一个数与零点的距离,无论这个数是正数还是负数,其绝对值都是非负数。在Python中,我们可以使用内置函数abs()来计算一个数的绝对值。本文将详细介绍abs()函数的使用方法,并给出一些代码示例。abs()函数的语法如下:abs(x)其中,x是需要计算绝对值的数值。下面是一些使用abs()函数的示例:示


熱AI工具

Undresser.AI Undress
人工智慧驅動的應用程序,用於創建逼真的裸體照片

AI Clothes Remover
用於從照片中去除衣服的線上人工智慧工具。

Undress AI Tool
免費脫衣圖片

Clothoff.io
AI脫衣器

AI Hentai Generator
免費產生 AI 無盡。

熱門文章

熱工具

SAP NetWeaver Server Adapter for Eclipse
將Eclipse與SAP NetWeaver應用伺服器整合。

ZendStudio 13.5.1 Mac
強大的PHP整合開發環境

MantisBT
Mantis是一個易於部署的基於Web的缺陷追蹤工具,用於幫助產品缺陷追蹤。它需要PHP、MySQL和一個Web伺服器。請查看我們的演示和託管服務。

Safe Exam Browser
Safe Exam Browser是一個安全的瀏覽器環境,安全地進行線上考試。該軟體將任何電腦變成一個安全的工作站。它控制對任何實用工具的訪問,並防止學生使用未經授權的資源。

SublimeText3 Mac版
神級程式碼編輯軟體(SublimeText3)