Искусственный интеллект решил уравнение Шрёдингера.

Квантовая химия занимается предсказанием химических и физических свойств молекул по расположению атомов в пространстве. Теоретически, уравнение Шрёдингера позволяет обойтись без долгих и трудоёмких лабораторных экспериментов, но на практике оно чрезвычайно сложное. Однако команде учёных из Германии удалось с помощью искусственного интеллекта разработать метод расчёта основного состояния этого уравнения.
ИИ трансформирует многие отрасли науки и техники, от компьютерного зрения до материаловедения. Применив метод глубокого обучения, специалисты из Свободного университета Берлина сумели добиться беспрецедентной точности и вычислительной производительности в расчётах положений молекул в пространстве, сообщает Phys.org .
«Мы полагаем, что наш подход может оказать существенное влияние на будущее квантовой химии», — заявил профессор Франк Ноэ, руководитель исследовательской группы.
Центральный элемент квантовой химии и уравнения Шрёдингера — волновая функция, математический объект, который полностью описывает поведение электронов в молекуле. Это многомерная сущность, поэтому крайне сложно уловить все нюансы взаимных влияний электронов. Многие методы квантовой химии на самом деле отказываются от выражения волновой функции, пытаясь лишь определить энергию молекулы. Однако это снижает точность предсказаний.
Другие методы пытаются представить волновую функцию через огромное количество простых математических кирпичиков, но они настолько сложны, что на практике их можно применять только для нескольких атомов.
Глубокая нейронная сеть, разработанная командой профессора Ноэ, это новый способ представления волновой функции электронов. Вместо стандартного подхода составления волновой функции из относительно простых математических компонентов учёные создали ИИ, способный изучить сложные закономерности расположения электронов вокруг ядер. В частности, они использовали свойство антисимметрии волновой функции электронов, встроив его в архитектуру нейросети. Это свойство носит название принципа Паули, поэтому разработчики назвали своё творение PauliNet.
Прежде чем PauliNet будет готова к практическому применению, метод ждёт длительный этап тестирования. «Это всё ещё фундаментальное исследование, — пишут авторы, — но это свежий подход к старой проблеме в изучении молекул и материалов, и мы воодушевлены открывающимися возможностями».
Источник: Хайтек+
Больше познавательной информации можно узнать на нашем сайте: technosphera.ru