Классический форум-трекер
canvas not supported
Нас вместе: 4 077 954

Математики улучшили алгоритм, позволяющий теоретически предсказывать самую стабильную структуру соединений


Страницы:  1, 2  След. 
 
RSS
Начать новую тему   Ответить на тему    Торрент-трекер NNM-Club -> Поговорим -> Новости
Автор Сообщение
mmsh. ®
 
Стаж: 8 лет 7 мес.
Сообщений: 3581
Ratio: 62,17
6.69%
Откуда: IRID: 136700581
ussr.gif
Ученые Сколковского института науки и технологии улучшили алгоритм, позволяющий теоретически предсказывать самую стабильную структуру соединений. Результат был представлен на конференции APS March Meeting 2019 в Бостоне. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.

Задача поиска новых материалов – одна из тех, что с каждым годом становятся только актуальнее. До настоящего времени большую часть новых материалов открывали методом проб и ошибок, что обходится достаточно дорого. За последнее время квантовая механика сильно шагнула вперед, и благодаря этому поиск стабильной структуры свелся к написанию программы. Поиск стабильной структуры называют квантово-механическим моделированием, и для вычислений, которые необходимы при этом, используют суперкомпьютеры с очень большой мощностью.

«На квантово-механическое моделирование материалов затрачивается около 30% мощностей современных суперкомпьютеров. Это одна из самых вычислительно сложных и одновременно востребованных задач», – комментирует автор доклада математик Александр Шапеев, кандидат математических наук, старший преподаватель центра по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Сколковского института науки и технологий.

Для того чтобы понять, насколько стабильно соединение, нужно рассчитать энергию каждого атома. Основной метод, который представили в семидесятых годах и используют по сей день, – теория функционала плотности (в англоязычных источниках Density Functional Theory, DFT). Он хорош тем, что позволяет рассчитывать энергию системы с большим количеством атомов, для которой невозможно решить уравнение Шредингера. Соединение представляют как множество взаимодействующих друг с другом электронов, которые удерживает решетка из атомных ядер. Главная особенность метода заключается в том, что для определения состояния системы не нужно учитывать каждый отдельно взятый электрон – многоэлектронную волновую функцию заменяют электронной плотностью. Такая замена делает уравнение Шредингера решаемым. Результаты, которые получают в результате DFT, довольно точные, но расчет больших структур может занимать много времени, вплоть до нескольких месяцев.

Решением стало использование машинного обучения, которое позволяет получить результат гораздо быстрее. В случае метода DFT необходимо предоставить компьютеру 100 000 разных структур, из которых он будет получать самую стабильную. При машинном обучении достаточно знать ответ для 1000 соединений, а для остальных 99 000 машина все вычислит сама. Однако из-за того, что все соединения немного различаются, в результате появляется ошибка: соединение, найденное машинным обучением, может быть менее стабильным, чем полученное методом DFT. То есть на ответ, полученный машинным обучением, можно опираться только приблизительно.

Проблему этой неточности решил Александр Шапеев. Идея в том, чтобы относиться к результату, полученному машинным обучением, не как к конечному ответу. С его помощью можно оценить, насколько велика вероятность того, что найденная структура — нужная. Ответ, который дает машинное обучение, «досчитывается» методом DFT. То есть все еще необходимо рассчитывать 1000 структур методом DFT, и так же, как и при обычном машинном обучении, остальные 99000 машина оценит сама. В конце вместо того, чтобы принять ответ за окончательный, берут еще 1000 самых стабильных структур и «досчитывают» их методом DFT. Таким образом, результат получается настолько же точным, как при «чистом» DFT, и тем не менее на порядки более быстрым. Иными словами, машинное обучение проводит предварительный отбор структур и так добавляется еще один этап в конкурсе на лучшую структуру. «Долгие расчеты – один из главных барьеров на пути к мечте инженеров проектировать материалы на компьютере одновременно с дизайном изделий. Возьмем, например, процесс изготовления автомобилей. На сегодняшний день машины делают так: дизайнеры проектируют конструкцию, а инженеры собирают ее из уже готовых материалов, которые придумали много лет назад. Придумывать новые сплавы долго, поэтому используют старые, проверенные временем, пусть даже не оптимальные. Мечта инженера – возможность теоретического поиска лучшего сплава для заданного изделия. Представьте, насколько было бы лучше не тратить годы в лаборатории, а просто взять и рассчитать сплав одновременно с дизайном конструкции. Наше исследование – шаг на пути к этой мечте», – говорит Александр Шапеев.
Источник
Немного не свежая новость, но. вроде бы её не было.

_________________
JGPN: 201550000118776006
bablzz
Стаж: 10 лет 5 мес.
Сообщений: 1488
Ratio: 16,289
Поблагодарили: 3
100%
russia.gif
mmsh. писал(а): Перейти к сообщению
Ученые Сколковского института науки и технологии улучшили алгоритм, позволяющий теоретически предсказывать самую стабильную структуру соединений.

Вот если бы нашли новый способ предсказывать точно погоду на послезавтра! Вот это было бы очень хорошо.

YouTube
mmsh. ®
 
Стаж: 8 лет 7 мес.
Сообщений: 3581
Ratio: 62,17
6.69%
Откуда: IRID: 136700581
ussr.gif
bablzz
у нас через два дня здорово похолодает
вот нашли бы способ включать отопление вовремя а не вымораживать людей как тараканов

_________________
JGPN: 201550000118776006
vanekKF
Стаж: 7 лет 9 мес.
Сообщений: 904
Ratio: 33,244
Раздал: 43,02 TB
100%
Откуда: из ..... на лыжах
Вот этА здоооорАва!! Побольше нужно таких новостей на сайте. И в курсе новостей квантовой физики тоже оооочень хотелось бы быть.
А потом: праздрявляем !!! Очередное достижение, 100500 релизов от .... Цензура
Anrif
Стаж: 6 лет 8 мес.
Сообщений: 534
Ratio: 95,222
100%
Откуда: То тут, то там, то рядом.
russia.gif
mmsh. писал(а): Перейти к сообщению
Ученые Сколковского института науки и технологии улучшили алгоритм, позволяющий теоретически предсказывать самую стабильную структуру соединений.

Сижу читаю и думаю - кому же эта тема MMSH так зайдет :задумался:
bablzz писал(а): Перейти к сообщению
если бы нашли новый способ предсказывать точно погоду на послезавтра

Вот, сколько нужно человеку для счастья, а Вы о квантовых разработках :смущение:, хотя, что то в этом есть :смех:

_________________
В этой жизни не важно как ты упал, важно - как будешь подниматься.
dep_k
Стаж: 5 лет 7 мес.
Сообщений: 192
Ratio: 6,773
52.87%
russia.gif
mmsh. писал(а): Перейти к сообщению
bablzz
у нас через два дня здорово похолодает
вот нашли бы способ включать отопление вовремя а не вымораживать людей как тараканов

в каждом регионе свои параметры, например, не ранее 15 сентября при среднесуточной температуре +8 С. Поэтому долбите своих чинушей, если мерзнете.

_________________
Как многое от времени зависит
В оценке правильной и в совершенстве! (c)
mmsh. ®
 
Стаж: 8 лет 7 мес.
Сообщений: 3581
Ratio: 62,17
6.69%
Откуда: IRID: 136700581
ussr.gif
dep_k писал(а): Перейти к сообщению
Поэтому долбите своих чинушей, если мерзнете.

При "Советах" норма была 10 градусов и никакие на 5 дней кряду вымораживание
Холодно - звонишь в Райком, Исполком - и начинают давать градус

нынче - без толку звонить
МОЭК всегда как от мухи назойливой - дескать 8 град 5 дней
пока наш Градоначальник в общем не даст отмашку
Короче говоря я бы и ноги целовал, лишь бы не кочянеть да крутить счетчик на масляный камин, да не допустят к телу ))

Anrif писал(а): Перейти к сообщению
так зайдет

я считал МОПАКОМ видно ностальгия )) ну извините коль что не так ))

_________________
JGPN: 201550000118776006
boykot2018
Стаж: 1 год 7 мес.
Сообщений: 44
Ratio: 3,411
2.91%
у нас отопление еще не дали..
Casablanka
Стаж: 6 лет 8 мес.
Сообщений: 95
Ratio: 88,987
Поблагодарили: 16
51.79%
С чего вы это в теме про квантовую физику начали обсуждать отопление? Кому-то лень открыть закон и почитать? Предлагаю прекратить офтоп.

Новость реально отличная. Потому что находится на стыке фундаментальной науки и прикладной. То есть, на наших глазах абстрактные решения переходят во вполне реальные практические воплощения.

Мы живём во время смены пятого технологического уклада на шестой. Одно из ключевых направлений в шестом укладе — новые материалы. Причём, их нужно не просто разрабатывать, а много и быстро. Многие отрасли буквально стоят на низком старте и ждут новых материалов. Например, космонавтика ждёт новое покрытие для дюз. Авиация и энергетика — для лопаток турбин. И все вместе ждут новые электроаккумуляторы.

Так что способ не просто программировать новые материалы, а делать это быстрее и точнее — реальный прорыв. И тут впереди оказались наши! Молодцы, что сказать, просто молодцы!
aiwalev

Online
Стаж: 7 лет 7 мес.
Сообщений: 2662
Ratio: 2273,171
43.37%
Casablanka писал(а): Перейти к сообщению

Так что способ не просто программировать новые материалы, а делать это быстрее и точнее — реальный прорыв. И тут впереди оказались наши! Молодцы, что сказать, просто молодцы!

Ну впереди оказались не наши, а те, кто имеет вычислительные квантовые мощности и соответствующие им программы обучения - суть улучшения к этому и сводится.
dimitriy7
Стаж: 11 лет 11 мес.
Сообщений: 1793
Ratio: 69,233
Раздал: 1,102 TB
Поблагодарили: 348
13.64%
Откуда: Лучший город Земли
ussr.gif
aiwalev писал(а): Перейти к сообщению
Ну впереди оказались не наши, а те, кто имеет вычислительные квантовые мощности и соответствующие им программы обучения

У нас всё это есть, так что да, наши.
aiwalev

Online
Стаж: 7 лет 7 мес.
Сообщений: 2662
Ratio: 2273,171
43.37%
dimitriy7 писал(а): Перейти к сообщению
У нас всё это есть, так что да, наши.

Есть вычислительные мощности?
dimitriy7
Стаж: 11 лет 11 мес.
Сообщений: 1793
Ratio: 69,233
Раздал: 1,102 TB
Поблагодарили: 348
13.64%
Откуда: Лучший город Земли
ussr.gif
aiwalev писал(а): Перейти к сообщению
Есть вычислительные мощности?

Вполне на уровне других стран.
Rhenium
Стаж: 8 лет 1 мес.
Сообщений: 86
Ratio: 22,993
Поблагодарили: 1200
1.3%
ussr.gif
Ещё бы к Хартри-Фоку активное обучение приспособили. А то современные алгоритмы зачастую имеют проблемы со сходимостью из-за своей тупости.
А вообще будущее химии - это всеобщая открытая база данных свойств химических соединений + ИИ, её обрабатывающий в поисках эмпирических закономерностей. А удел химиков - заполнять пустые ячейки этой базы.
mmsh. ®
 
Стаж: 8 лет 7 мес.
Сообщений: 3581
Ratio: 62,17
6.69%
Откуда: IRID: 136700581
ussr.gif
Rhenium писал(а): Перейти к сообщению
А удел химиков

у химиков не только эти уделы хватает других
например , работать с карбонилатами рения Rhenium ))

_________________
JGPN: 201550000118776006
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Торрент-трекер NNM-Club -> Поговорим -> Новости Часовой пояс: GMT + 3
Страницы:  1, 2  След.
Страница 1 из 2