AI助力科学家攻克物理学计算难题,大大加速材料科学研究
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IT之家 9 月 16 日消息,周一,洛斯阿拉莫斯国家实验室🙌与新墨西哥大学的科研人员联合公布了一款人工智能(AI)框架,🥳该框架可助力解决物理学领域一项极具挑战性的计算难题。 😎这款名为“高维物体表示张量”(THOR)的 AI 框架,采用😆张量网络方法计算“位形积分(configurational 😡integral)”—— 这一核心方程描述了材料内部粒子的相🎉互作用机制。 THOR 人工智能以史无前例的速度加速了🚀该方程的计算过程,为超级计算机节省了数周的运算时间。得益于此😊,科研人员能够更精准地预测金属与晶体在极端条件下的行为特征。😂 THOR 人工智能的工作原理 据IT之家了解,🥳对位形积分的求解一直是困扰物理学家的难题,但该积分却是预测材😎料性能的关键,包括材料的强度、稳定性,以及在极端条件下的变化❤️能力。 THOR 人工智能通过张量网络数学方法解决了这😎一难题,将超级计算机原本需要数周的运算时间缩短至秒级,成功将🔥曾经被认为“无法完成”的计算转化为高效、精准的流程。 🥳该项目负责人、洛斯阿拉莫斯国家实验室资深 AI 科学家博扬・🤗亚历山德罗夫表示:“位形积分用于捕捉粒子间的相互作用,其求解😴难度大、耗时长是公认的问题,尤其在涉及极端压力或相变的材料科😉学应用场景中,这一问题更为突出。” 他进一步补充道:“🎉精准确定材料的热力学行为,不仅能深化我们对统计力学的科学认知🌟,还能为冶金学等关键领域提供重要参考。” 此项突破的重😢要意义 该科研团队将原本需要超级计算机模拟数周的计算任🤗务,转化为可在数小时内完成的计算,为科研人员提供了一种强大的😀新工具,助力其深入研究冶金学、相变现象以及高压条件下的材料特😀性,而这些领域对航空航天工程、清洁能源等众多产业均具有重要意😉义。 可以这样类比:物理学家对位形积分的求解,相当于要⭐计算数十亿块乐高积木所有可能的拼接方式,其复杂程度可想而知。🙌 这一问题的难度之高,即便借助超级计算机也难以高效求解💯。而该问题的突破,对冶金学、高压物理学及相变研究领域而言至关🚀重要。 THOR 人工智能通过将庞大的数据立方体拆解为❤️更小的关联组件,成功克服了“维度灾难”(高维数据处理难题),🚀这一过程类似将杂乱的乐高积木重新整理成规整的链条。 当🤗与定制化插值算法结合使用时,这种“张量列车”技术能以更快的速😅度解决原本难以处理的问题。关键在于,其在将运算速度提升至分子😴动力学模拟的 400 倍的同时,仍保持了计算结果的精准度。 🥳 真实场景测试结果 科研人员在铜、氩、锡等多种高难😘度测试场景中对 THOR 人工智能进行了验证: 在铜的😉测试中,该框架精准复现了高密度条件下铜的内能与压力数据;在氩😎的测试中,其计算结果与千兆帕压力下基于机器学习的分子动力学模🤯拟结果完全吻合;在锡的测试中,THOR 人工智能以极高的精度😜捕捉到了锡的固 - 固相变过程,生成完整的相图仅需 5.8 🙌核时(core hours),而传统方法完成相同任务通常需要😊 2560 核时。未来应用前景 这项研究的影响可能远超😢理论层面。更快、更精准的建模技术有望加速新型合金的研发进程,😘推动清洁能源技术的发展,并助力提升航空航天材料与电子材料的性😴能。 若 THOR 人工智能不仅能加快材料研发的速度,😎还有可能重塑科研人员在各学科领域解决高维问题的方式。 💯目前,这项突破性研究成果已发表于美国物理学会(APS)旗下期😘刊。返回搜狐,查看更多
北京市:市辖区:(东城区、西城区、朝阳区、丰台区、石景山区、海淀区、门头沟区、房山区、通州区、顺义区、昌平区、大兴区、怀柔区、平谷区、密云区、延庆区)
天津市:市辖区:(和平区、河东区、河西区、南开区、河北区、红桥区、东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区、宝坻区、滨海新区、宁河区、静海区、蓟州区)
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2025-09-26 18:20:41 作者:狼叫兽 😜感谢热心网友西窗旧事与会弹琴的九号提供的信息线索。 9😍月26日,执行中国第15次北冰洋科学考察任务的“雪龙2”号极🚀地科考破冰船顺利返回上海。本次科考任务取得重要突破,在“雪龙🙌2”号的支持下,“深海一号”搭载“蛟龙”号载人潜水器成功实施❤️我国载人深潜在北极冰区的首次下潜,标志着我国在深海进入能力与😘深海探测技术水平方面持续提升。 “蛟龙”号是我国自主研🙄制的7000米级载人潜水器,已累计下潜超过300次。今年3月🥳,该潜水器完成了电源动力、推进、液压、电气、观通等关键系统的👏升级改造。其中,推进器桨叶由3片增至4片,通过结构优化提升了🙄动力效率,使最大航速从每小时2.5海里提高至3海里以上,同时🙌实现了核心装备的国产化目标。 此次北冰洋科学考察由自然🎉资源部组织实施,共动用“雪龙2”号、“极地”号、“深海一号”💯和“探索三号”四艘科考船联合开展,是我国迄今规模最大的一次北😁冰洋综合科学考察。 初步研究成果显示,北极部分海域的底😀栖生物密度、多样性以及个体体型在几十至上百公里范围内存在显著🤔差异。这一发现为深入理解极地深海底栖生物的空间分布特征,评估🔥气候变化对深海生态系统的影响提供了重要的科学依据。 返回搜狐😢,查看更多
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