.
Dünyanın dört bir yanındaki 8 üniversite ve araştırma merkezinden bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip tarafından geliştirilen yapay zeka algoritması, bir kuantum fiziği problemindeki denklem sayısını 100.000’den sadece dörde ve kesinlik kaybetmeden düşürmeyi başardı. Bu sonuç, birçok elektron içeren bir sistem gibi çok cisimli sistemlerin incelenmesinde önemli bir sıçramadır ve yakın zamanda dergide yayınlanmıştır. Fiziksel İnceleme Mektupları.
Bu çalışmayla, şimdiye kadar yüzbinlerce bireysel denklem gerektiren simülasyonlarda kare bir kafes boyunca hareket eden elektronların hareketini yakalamayı başardılar. Teknik diğer durumlara uyarlanabilirse, süperiletkenlik gibi arzu edilen özelliklere sahip veya temiz enerji üretimi için yararlı olan malzemelerin üretilmesine yardımcı olacaktır.
Bilgi işlem başarısı, küçüklerin çılgın dünyasını anlama ve tanımlamada bir devrimdir. Flatiron Enstitüsü’nden açıkladıkları gibi, kuantum fiziğindeki en zor problemlerden biri olan, örneğin etkileşime giren çok sayıda elektron içeren sistemleri tanımlamaya çalışan “n” cisimler probleminin çözülmesine yardımcı olacaktır. birbirimize. .
Ama bu ne demek? Elde edilen şey neden bu kadar önemli? Baştan başlayalım:
20. yüzyıl beraberinde yeni bir fizik getirdi
En küçüğü, nasıl çalıştığını, nasıl etkileştiğini vb. ile ilgilenen fizik dalında kuantum fiziği. 19. yüzyılın sonunda Max Planck’ın elinde ortaya çıktı.
Planck, o güne kadar var olan fiziğin, sıcak bir nesnenin yaydığı enerjiyi açıklamak için yeterli olmadığını gösterdi. Vücut tarafından yayılan enerji, klasik bir benzetmesi olmayan belirli bir sabitin tamsayı katı olduğunda her şeyin eşleştiği ortaya çıktı. Planck, diğer bilim adamlarının deneysel verileri onun teorisine mükemmel bir şekilde uyduğu için, kanıtlar netleşene kadar bulgusundan şüphelenmeye devam etti.
Planck’ın öne sürdüğü teorinin kabulüne yönelik iki dev adım sırasıyla Albert Einstein ve Niels Bohr tarafından atıldı.
Einstein, birkaç on yıl önce Heinrich Hertz tarafından tanımlanan fotoelektrik etkiyi göstermek için kuantum teorisini kullandı.
Öte yandan Niels Bohr, elektronların yalnızca açısal momentumu indirgenmiş Planck sabitinin tam katı olan yörüngeleri işgal edebildiği bir atom modeli önerdi. Her ikisi de sırasıyla 1905 ve 1922’de Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü.
Çözülmesi zor karmaşık problemler
İkiden fazla cisim içeren fiziksel problemleri tam olarak çözmek kolay bir iş değildir. Bunun klasik bir örneği, herhangi bir an için, başlangıç konum ve hız koşulları veriliyken yerçekimsel çekime tabi kütleye sahip üç cismin yörüngelerini bulmayı içeren ünlü Üç Cisim Problemidir. bir sorun ki Önsel oldukları için basit görünebilirler. sadece üç cisim ve yerçekimi etkileşimi mükemmel bir şekilde biliniyor, değil. Aslında kaotik bir sistemdir, yani başlangıç koşullarında çok küçük bir değişiklikle sistem tamamen farklı bir şekilde gelişir.
Üç cisim probleminin analitik bir çözümü yoksa, çok daha fazla sayıda cismi içeren bir problemin çok daha az olacağını varsayabiliriz. HAYIR. buna sorun denir HAYIR bedenler.
Bu çizgide yürütülen çalışmaların çoğu yerçekimi etkileşimine odaklanmıştır, ancak farklı nitelikteki diğer problemler de yerçekimi problemleri olarak sınıflandırılabilir. HAYIR bedenler. Örneğin, proteinler gibi büyük moleküllerin simülasyonu veya elektronlar gibi temel parçacık gruplarının dinamikleri ve etkileşimleri.
Yeniden Normalleştirme Grubu
Başlangıç koşulları verilen bir grup elektronun dinamiklerini incelemek, sayısal çözümü elde edilmesi kolay olmayan son derece karmaşık bir problemdir. Bu problem, döndürme, şarj vb. gibi birkaç niceliği içerir. Bunu çözmenin bir yolu aramayı kullanmaktır. yeniden normalleştirme grubu.
İki varyant vardır. İlki, çok parçacıklı blokları almak ve onlara tek bir “şişman” parçacık gibi davranmaktır. Bu süreç, sorunun boyutsallığını azaltarak birkaç kez yinelenebilir. İkinci varyant, kabul edilebilir bir sonuç elde etmek için sorunun uzamsal çözünürlüğünü azaltmaktan ibarettir.
Her halükarda, ilgili denklemlerin sayısı çok fazla olduğundan ve bunları çözmek için gereken hesaplama gücü karşılanamaz olduğundan, fizikte Renormalizasyon Grubunu kullanarak bile sayısal çözümler bulmanın zor olduğu problemler vardır. Belki kuantum hesaplama ile mümkün olabilir ama şu anda değil.
Yapay zeka kurtarmaya
Ve bu, bir kuantum fiziği problemini binlerce denklemden sadece dörde indirgemenin önemine geldiğimiz zamandır.
Son zamanlarda, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri’nden bir grup araştırmacı, iki boyutlu bir Hubard modelinin kuantum analizinde yer alan denklem sayısını 100.000’den sadece dörde düşürmek için bir yapay zeka algoritması kullandı ve hiçbirini hassasiyetten kaybetmedi.
Hubard modeli, bir ağın parçacıkları arasındaki etkileşimi tanımlayan en basit fiziksel modeldir; parçacıkların bir, iki veya üç boyutta yarı düzenli dağılımı olarak anlaşılır, Hamiltoniyen’de (enerjik) yalnızca iki terim, bir kinetik ile ilişkilidir. hız ve diğer parçacıkların yakınlığı ile ilişkili başka bir potansiyel ile.
İki boyutlu bir Hubard Modeli söz konusu olduğunda, her bir parçacık çifti arasındaki bağlantıların hesaba katılması gerektiğinden, değişkenlerin sayısı görünüşte çok fazladır.
Aksine, yayın yazarlarının da gösterdiği gibi, yapay zeka algoritmaları ve makine öğrenme. Bunun için adı verilen bir sinir ağı kullandılar. Sinirsel Olağan Diferansiyel Denklemler.
Gerçekleştirdikleri sürecin detayları orijinal yayında mevcut ancak yapay zeka ve yapay zeka ile kalalım. makine öğrenme Önümüzde uzanan birçok bilimsel ve teknolojik keşifte muhtemelen kilit oyuncular olacaklar, bu yüzden hazırlıklı olsak iyi olur.
.
