Новости Hardware

ИИ на порядки упростил решение задач квантовой физики, но учёные пока не понимают как

Машинное обучение и искусственный интеллект способны обеспечить прорывы на множестве прикладных и научных направлений. Самыми интересными обещают оказаться успехи в области квантовой физики. Происходящее в квантовом мире сложно понять с позиции здравого смысла, но с точки зрения математики ничего необъяснимого там нет, хотя решать «квантовые» уравнения по-прежнему сложно. Новый подход обещает научить ИИ решать такие задачи намного быстрее.

 Визуализация взаимодействия электронов в кристаллической решётке. Источник изображения: Domenico Di Sante/Flatiron Institute

Визуализация взаимодействия электронов в кристаллической решётке (Модель Хаббарда). Источник: Domenico Di Sante/Flatiron Institute

По понятным причинам для описания квантовых явлений математики и физики используют упрощённые модели. Но даже в таком случае приходится иметь дело с сотнями, тысячами и даже миллионами уравнений для описания процессов взаимодействия ограниченного количества частиц на уровне квантовой механики. Например, для визуализации модели взаимодействия двух электронов в узле кристаллической решётки требуется решить 100 тыс. уравнений — по одному на каждый пиксель визуализации. Это требует колоссальных вычислительных ресурсов. Но ИИ обещает справиться с такой задачей без лишних затрат.

Международная группа итальянских и американских физиков и математиков смогла создать такую модель машинного обучения, которая свела решение задачи всего к четырём уравнениям на пиксель. Причём, без потери в точности. Правда, на обучение ИИ ушло две недели интенсивных вычислений, но результат себя оправдал. Более того, предложенная модель может использоваться для решения других задач применительно к задействованному математическому аппарату — методу ренормализационной группы, что расширит область применения предложенного инструмента физикой элементарных частиц (космологией) и нейронаукой.

«По сути, это машина, способная обнаружить скрытые закономерности, — сказал ведущий автор исследования Доменико Ди Санте (Domenico Di Sante). — Когда мы увидели результат, мы поняли, что это больше, чем мы ожидали. Мы действительно смогли уловить соответствующую физику».

Обычно метод ренормализационной группы оперирует множеством параметров и служит опорой для масштабирования процессов. Исследователи создали модель ИИ, которая на первом этапе создает связи в полноразмерной ренормализационной группе без упрощения, а затем таким образом модифицирует эти связи, чтобы свести все расчёты к небольшому набору уравнений с сохранением аналогичного результата. Конечный результат сохраняется, но пути движения к нему отличаются на множество порядков необходимой вычислительной мощности. Одна беда, учёные пока не понимают, как ИИ вычисляет пути оптимизации, но с этим они намерены разобраться в будущих исследованиях.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Создатели Elden Ring показали первый трейлер экшена Armored Core VI — разработкой руководит ведущий дизайнер Sekiro: Shadows Die Twice 25 мин.
Глава Epic Games заявила, что пойдёт до конца в борьбе с Apple 42 мин.
Сиквел кооперативного боевика Remnant: From the Ashes выйдет в 2023 году с полным переводом на русский 2 ч.
Мифологический роглайк Hades получит прямое продолжение — первые подробности Hades II и релиз в Steam 3 ч.
Meta придётся отстаивать в суде право купить Within — разработчика фитнес-приложения для метавселенной 3 ч.
Elden Ring победила God of War Ragnarok на The Game Awards 2022 и была признана лучшей игрой года 4 ч.
Илон Маск привлёк к работе в Twitter сотрудников из других своих компаний 4 ч.
Американский регулятор подал в суд, чтобы заблокировать сделку по покупке Activision Blizzard компанией Microsoft 5 ч.
Эксклюзивы Sony на ПК: дата выхода The Last of Us Part I и анонс Returnal 5 ч.
Новая игра создателя BioShock подозрительно похожа на BioShock — первый трейлер сюжетного шутера Judas 5 ч.
Смартфон HUAWEI nova Y61 с 50-Мп камерой и батареей на 5000 мА·ч 25 мин.
В следующем году рынок настольных ПК почти перестанет падать 2 ч.
Платформа MEB+ позволит Volkswagen увеличить дальность хода электромобилей до 700 км и сократить время зарядки 4 ч.
Ракета компании SpaceX вывела на орбиту спутники связи для конкурентов из OneWeb 5 ч.
Virgin Orbit объяснила отсрочку запуска ракеты проблемами с лицензированием, что вызвало возражения у британского регулятора 5 ч.
Tata Group рассчитывает наладить в Индии производство полупроводниковых компонентов автомобильного назначения 5 ч.
На предприятии Foxconn в Чжэнчжоу по сборке iPhone сняты санитарные ограничения 8 ч.
Телескоп «Джеймс Уэбб» помог учёным узнать больше о происхождении Южной кольцевой туманности 12 ч.
Новая статья: Обзор игрового 4K-монитора MSI Optix MAG281URF: теперь я здесь главный! 13 ч.
Выяснились процессорные планы Intel на 2023 год: Raptor Lake-S Refresh, Sapphire Rapids-WS и особые Sapphire Rapids-SP для рабочих станций 17 ч.