ШІ за лічаныя секунды вырашыў фізічную задачу стагодняй даўнасці

Створана сістэма ШІ, якая паскарае разлікі ў фізіцы матэрыялаў у сотні разоў.

Даследчыкі з Універсітэта Нью-Мексіка і Лос-Аламаскай нацыянальнай лабараторыі распрацавалі новы вылічальны метад, які здольны вырашыць адну з самых складаных задач статыстычнай фізікі — разлік так званых канфігурацыйных інтэгралаў. Сістэма атрымала назву THOR AI (Tensors for High-dimensional Object Representation). Праца апублікаваная ў часопісе Physical Review Materials (PRM).

Канфігурацыйныя інтэгралы выкарыстоўваюцца для апісання ўзаемадзеяння часціц і дазваляюць прадказваць тэрмадынамічныя і механічныя ўласцівасці матэрыялаў. Такія вылічэнні неабходныя, напрыклад, для вывучэння фазавых пераходаў, паводзін рэчываў пры экстрэмальным ціску і распрацоўкі новых матэрыялаў. Аднак наўпрост вылічваць гэтыя інтэгралы надзвычай складана.

«Канфігурацыйны інтэграл, які апісвае ўзаемадзеянні часціц, надзвычай цяжка вылічыць, асабліва ў задачах матэрыялазнаўства, звязаных з высокімі ціскамі або фазавымі пераходамі», — патлумачыў кіраўнік праекта, спецыяліст па штучным інтэлекце з Лос-Аламаскай лабараторыі Бойан Аляксандраў.

Асноўная праблема заключаецца ў так званым «праклёне памернасці». Па меры павелічэння колькасці зменных складанасць вылічэнняў расце экспаненцыяльна. Нават сучасныя суперкамп’ютары з цяжкасцю спраўляюцца з такімі задачамі. Таму вучоныя дзесяцігоддзямі карысталіся прыбліжанымі метадамі — напрыклад, малекулярнай дынамікай або метадам Монтэ-Карла, — якія мадэлююць рух атамаў і патрабуюць велізарных вылічальных рэсурсаў.

Новы падыход дазваляе выконваць такія разлікі наўпрост. Алгарытм THOR AI выкарыстоўвае метады тэнзарных сетак — матэматычную тэхніку, якая дазваляе прадстаўляць велізарныя шматмерныя дадзеныя ў выглядзе набору звязаных, больш простых элементаў.

Сістэма THOR AI разбівае складаную задачу на паслядоўнасць больш кампактных вылічэнняў і ўжывае метад так званай тэнзарнай інтэрпаляцыі. Акрамя таго, алгарытм здольны аўтаматычна выяўляць сіметрыі ў крышталёвай структуры матэрыялаў, што дадаткова скарачае аб’ём вылічэнняў.

Дзякуючы гэтаму разлікі, якія раней займалі тысячы гадзін, цяпер можна выконваць за секунды без страты дакладнасці.

Даследчыкі пратэставалі новую сістэму на некалькіх матэрыялах, уключаючы медзь, крышталёвы аргон пры высокім ціску і складаныя фазавыя пераходы волава. У ўсіх выпадках вынікі супалі з дадзенымі больш працазатратных мадэляванняў, аднак вылічэнні выконваліся больш як у 400 разоў хутчэй.

Акрамя таго, THOR AI можна інтэграваць з сучаснымі мадэлямі машыннага навучання, якія апісваюць узаемадзеянне атамаў. Гэта дазваляе аналізаваць паводзіны матэрыялаў у самых розных фізічных умовах.

Паводле меркавання даследчыкаў, новая тэхналогія можа паскорыць распрацоўку матэрыялаў і паглыбіць разуменне фундаментальных працэсаў у фізіцы, хіміі і матэрыялазнаўстве.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]