L’intelligence artificielle résout l’équation de Schrödinger

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Une équipe de scientifiques de la Freie Universität Berlin a développé une méthode utilisant l’intelligence artificielle pour calculer l’état fondamental de l’équation de Schrödinger pour le système quantique.

La chimie quantique est utilisée pour prédire les propriétés chimiques et physiques des molécules en fonction de la disposition de leurs atomes dans l’espace. En théorie, cela évite les expériences en laboratoire qui demandent beaucoup de ressources et de temps. Mais en pratique, la résolution de l’équation peut être extrêmement difficile.

L’équipe universitaire a développé une méthode d’apprentissage en profondeur qui peut combiner précision dans la résolution de l’équation et efficacité de calcul. «Nous pensons que notre approche peut avoir un impact significatif sur l’avenir de la chimie quantique», a déclaré Frank Noé, qui a dirigé les efforts de l’équipe.

Le point focal de la chimie quantique et de l’équation de Schrödinger est la fonction d’onde – un objet mathématique qui spécifie complètement le comportement des électrons dans une molécule.

Actuellement, de nombreuses méthodes de chimie quantique abandonnent entièrement l’expression de la fonction d’onde. Certains d’entre eux représentent même la fonction avec l’utilisation d’un immense bloc de construction mathématique, ce qui la rend assez difficile à mettre en pratique.

Lintelligence artificielle resout lequation de Schrodinger

La création a réussi à résoudre l’un des problèmes les plus difficiles rencontrés par la communauté scientifique. Photo: Peshkova /

Ce que le réseau de neurones créé par l’équipe est d’offrir une nouvelle façon de représenter ces fonctions d’onde. « Au lieu de l’approche standard consistant à composer la fonction d’onde à partir de composants mathématiques, nous avons conçu un réseau neuronal capable d’apprendre les modèles complexes de la façon dont les électrons sont situés autour des noyaux », a déclaré Noé.

«Une caractéristique particulière des fonctions d’ondes électroniques est son antisymétrie. Lorsque deux électrons sont échangés, la fonction d’onde doit changer son signal. Nous avons dû intégrer cette propriété dans l’architecture du réseau de neurones pour que l’approche fonctionne », commente Jan Hermann, qui a conçu les principales caractéristiques de la méthode.

Bien que prometteuse, la création doit encore surmonter de nombreux défis avant d’être prête pour une application industrielle. «Il s’agit toujours de recherche fondamentale, mais c’est une nouvelle approche d’un vieux problème des sciences moléculaires et des matériaux. Nous sommes enthousiasmés par les possibilités que cela ouvre », conviennent Hermann et Noé.

Via: Phys