0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

机器学习:快速精确预测电子结构问题

ExMh_zhishexues 来源:YXQ 2019-04-12 10:57 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

基于求解密度泛函理论(DFT)Kohn-Sham(KS)方程的模拟,已成为现代材料学和化学研究和开发组合过程的重要组成部分。尽管KS方程具有很强的普适性,但由于求解计算量很大,常规DFT计算一般只限于几百个原子。

来自佐治亚理工学院的RampiRamprasad领导的团队,报道了一种基于机器学习的方法,可以不直接求解KS方程而有效预测电子结构。该方法利用新的旋转不变表示,将格点周围的原子环境映射到该格点处的电子密度和局部态密度,并使用预先计算得到的带有几百万的格点信息的DFT结果来训练的神经网络来获得该映射。上述方法可以精确模拟实际求解KS方程的结果,但是速度快几个数量级。此外,由于该方法的计算量与系统尺寸严格成线性关系,因而有望用于大型体系的电子结构预测。

该文近期发表于Computational Materials5:22(2019)

Solving the electronic structure problem with machine learning

Anand Chandrasekaran, Deepak Kamal, Rohit Batra, Chiho Kim, Lihua Chen & Rampi Ramprasad

Simulations based on solving the Kohn-Sham (KS) equation of density functional theory (DFT) have become a vital component of modern materials and chemical sciences research and development portfolios. Despite its versatility, routine DFT calculations are usually limited to a few hundred atoms due to the computational bottleneck posed by the KS equation. Here we introduce a machine-learning-based scheme to efficiently assimilate the function of the KS equation, and by-pass it to directly, rapidly, and accurately predict the electronic structure of a material or a molecule, given just its atomic configuration. A new rotationally invariant representation is utilized to map the atomic environment around a grid-point to the electron density and local density of states at that grid-point. This mapping is learned using a neural network trained on previously generated reference DFT results at millions of grid-points. The proposed paradigm allows for the high-fidelity emulation of KS DFT, but orders of magnitude faster than the direct solution. Moreover, the machine learning prediction scheme is strictly linear-scaling with system size.

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电子
    +关注

    关注

    32

    文章

    2044

    浏览量

    94060
  • 机器学习
    +关注

    关注

    67

    文章

    8570

    浏览量

    137390

原文标题:npj: 机器学习—快速精确预测电子结构问题

文章出处:【微信号:zhishexueshuquan,微信公众号:知社学术圈】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    瑞萨电子AI解决方案助力优化电子配送机器人开发

    在当今的大多数城市和城市地区,电子送货机器人在街道和人行道上蓬勃发展,运送货物、杂货和包裹。这些电子送货机器人由AI和机器
    的头像 发表于 03-18 14:02 632次阅读
    瑞萨<b class='flag-5'>电子</b>AI解决方案助力优化<b class='flag-5'>电子</b>配送<b class='flag-5'>机器</b>人开发

    学习单片机快速方法

    学习单片机的快速方法 先介绍下单片机。把单片机说成是电子信息类专业最重要的一门课程一点也不为过,你在街上看到的广告彩灯、烟花表演、红绿灯、自动开关门这些都可以用单片机实现。有了单片机,你就可以写程序
    发表于 01-14 07:42

    从数据到模型:如何预测细节距键合的剪切力?

    在微电子封装领域,细节距键合工艺的开发与质量控制面临着巨大挑战。工程师们常常需要在缺乏大量破坏性测试的前提下,快速评估或预测一个键合点的剪切力性能。能否根据焊球的表观尺寸,通过一个可靠的数学模型来
    发表于 01-08 09:45

    机器学习和深度学习中需避免的 7 个常见错误与局限性

    无论你是刚入门还是已经从事人工智能模型相关工作一段时间,机器学习和深度学习中都存在一些我们需要时刻关注并铭记的常见错误。如果对这些错误置之不理,日后可能会引发诸多麻烦!只要我们密切关注数据、模型架构
    的头像 发表于 01-07 15:37 394次阅读
    <b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>学习</b>和深度<b class='flag-5'>学习</b>中需避免的 7 个常见错误与局限性

    《AI机器人控制进阶教程(入门版)》阅读指引

    一、为何要学习“AI+机器人”?在开始动手实验前,理解“AI”与“机器人”结合的价值至关重要。这不仅是技术的融合,更是开启智能体(Agent)未来的钥匙。1.从自动化到智能化传统机器
    的头像 发表于 01-07 10:56 2525次阅读
    《AI<b class='flag-5'>机器</b>人控制进阶教程(入门版)》阅读指引

    提高条件分支指令预测正确率的方法

    内核中完整地插入这一分支预测器,需要修改e203_ifu_ifetch模块与e203_ifu_litebpu模块。 上图为gshare结构框图 最终实现效果 如图,我们在预测器中添加了两个计数
    发表于 10-22 08:22

    基于全局预测历史的gshare分支预测器的实现细节

    GShare预测机制简介 GShare预测机制作为一种常用的分支预测机制,通过基于分支历史和分支地址来预测分支指令的执行路径。分支历史是指处理器在执行程序时遇到的所有分支指令的执行情
    发表于 10-22 06:50

    机器视觉检测PIN针

    : 结合形态学处理、特征提取(如长宽比、面积)及深度学习(针对复杂缺陷),自动检出弯曲、断裂、变形、污染等。输出与控制:实时显示检测结果(OK/NG)及具体参数数值。生成检测报告,支持数据追溯。NG品自动剔除信号输出,无缝对接产线。了解更多机器视觉检测点击蓝字
    发表于 09-26 15:09

    机器视觉行业2025浅析:规模、结构与发展趋势

    机器视觉产业加速发展,市场规模扩大,产品结构分化,应用聚焦质量检测与智能制造。
    的头像 发表于 07-23 09:22 1651次阅读
    <b class='flag-5'>机器</b>视觉行业2025浅析:规模、<b class='flag-5'>结构</b>与发展趋势

    贸泽电子2025边缘AI与机器学习技术创新论坛回顾(上)

    2025年,随着人工智能技术的快速发展,边缘AI与机器学习市场迎来飞速增长,据Gartner预计,2025年至2030年,边缘AI市场将保持23%的复合年增长率。
    的头像 发表于 07-21 11:08 1381次阅读
    贸泽<b class='flag-5'>电子</b>2025边缘AI与<b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>学习</b>技术创新论坛回顾(上)

    FPGA在机器学习中的具体应用

    随着机器学习和人工智能技术的迅猛发展,传统的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)已经无法满足高效处理大规模数据和复杂模型的需求。FPGA(现场可编程门阵列)作为一种灵活且高效的硬件加速平台
    的头像 发表于 07-16 15:34 3175次阅读

    机器学习异常检测实战:用Isolation Forest快速构建无标签异常检测系统

    本文转自:DeepHubIMBA无监督异常检测作为机器学习领域的重要分支,专门用于在缺乏标记数据的环境中识别异常事件。本文深入探讨异常检测技术的理论基础与实践应用,通过IsolationForest
    的头像 发表于 06-24 11:40 1664次阅读
    <b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>学习</b>异常检测实战:用Isolation Forest<b class='flag-5'>快速</b>构建无标签异常检测系统

    明远智睿SSD2351开发板:语音机器人领域的变革力量

    在人工智能快速发展的今天,语音机器人逐渐成为人们生活和工作中的得力助手。明远智睿SSD2351开发板凭借强大性能与丰富功能,为语音机器人的发展注入新动力,成为该领域的变革力量。 SSD2351开发板
    发表于 05-28 11:36

    贸泽电子2025技术创新论坛探讨“边缘AI与机器学习”新纪元

    电子技术创新论坛首场活动。本期论坛将深度聚焦“边缘AI与机器学习”,云集Analog Devices, Amphenol, NXP, Silicon Labs, VICOR等业界知名厂商及产学研专家阵容
    发表于 05-22 11:42 2373次阅读
    贸泽<b class='flag-5'>电子</b>2025技术创新论坛探讨“边缘AI与<b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>学习</b>”新纪元

    智聚边缘 创见未来 贸泽电子2025技术创新论坛探讨“边缘AI与机器学习”新纪元

    AI浪潮下企业数字化转型的创新路径和可持续发展战略,携手创造智能化未来。 贸泽电子亚太区市场及商务拓展副总裁田吉平表示:“边缘AI与机器学习不断
    的头像 发表于 05-22 10:38 1202次阅读