• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

用人工神经网络解决量子多体问题。

Solving the quantum many-body problem with artificial neural networks.

机构信息

Theoretical Physics, ETH Zurich, 8093 Zurich, Switzerland.

Quantum Architectures and Computation Group, Microsoft Research, Redmond, WA 98052, USA.

出版信息

Science. 2017 Feb 10;355(6325):602-606. doi: 10.1126/science.aag2302.

DOI:10.1126/science.aag2302
PMID:28183973
Abstract

The challenge posed by the many-body problem in quantum physics originates from the difficulty of describing the nontrivial correlations encoded in the exponential complexity of the many-body wave function. Here we demonstrate that systematic machine learning of the wave function can reduce this complexity to a tractable computational form for some notable cases of physical interest. We introduce a variational representation of quantum states based on artificial neural networks with a variable number of hidden neurons. A reinforcement-learning scheme we demonstrate is capable of both finding the ground state and describing the unitary time evolution of complex interacting quantum systems. Our approach achieves high accuracy in describing prototypical interacting spins models in one and two dimensions.

摘要

量子物理学中多体问题带来的挑战源于描述多体波函数指数复杂度中所蕴含的复杂非平凡关联的困难。在这里,我们证明了对于某些物理上有趣的显著情况,通过系统的机器学习对波函数进行处理,可以将这种复杂性降低到可计算的形式。我们引入了一种基于具有可变数量隐藏神经元的人工神经网络的量子态变分表示。我们展示的强化学习方案不仅能够找到基态,还能够描述复杂相互作用量子系统的幺正时间演化。我们的方法在描述一维和二维原型相互作用自旋模型方面达到了很高的精度。

相似文献

1
Solving the quantum many-body problem with artificial neural networks.用人工神经网络解决量子多体问题。
Science. 2017 Feb 10;355(6325):602-606. doi: 10.1126/science.aag2302.
2
Efficient representation of quantum many-body states with deep neural networks.用深度神经网络高效表示量子多体态。
Nat Commun. 2017 Sep 22;8(1):662. doi: 10.1038/s41467-017-00705-2.
3
Constructing exact representations of quantum many-body systems with deep neural networks.利用深度神经网络构建量子多体系统的精确表示。
Nat Commun. 2018 Dec 14;9(1):5322. doi: 10.1038/s41467-018-07520-3.
4
Helping restricted Boltzmann machines with quantum-state representation by restoring symmetry.通过恢复对称性来帮助受限玻尔兹曼机进行量子态表示。
J Phys Condens Matter. 2021 Apr 27;33(17). doi: 10.1088/1361-648X/abe268.
5
Empowering deep neural quantum states through efficient optimization.通过高效优化赋能深度神经量子态。
Nat Phys. 2024;20(9):1476-1481. doi: 10.1038/s41567-024-02566-1. Epub 2024 Jul 1.
6
Quantum Loop Topography for Machine Learning.用于机器学习的量子回路拓扑结构
Phys Rev Lett. 2017 May 26;118(21):216401. doi: 10.1103/PhysRevLett.118.216401. Epub 2017 May 22.
7
Deep Autoregressive Models for the Efficient Variational Simulation of Many-Body Quantum Systems.用于多体量子系统高效变分模拟的深度自回归模型
Phys Rev Lett. 2020 Jan 17;124(2):020503. doi: 10.1103/PhysRevLett.124.020503.
8
Autoregressive Neural Network for Simulating Open Quantum Systems via a Probabilistic Formulation.基于概率公式的自回归神经网络模拟开放量子系统。
Phys Rev Lett. 2022 Mar 4;128(9):090501. doi: 10.1103/PhysRevLett.128.090501.
9
Time-Dependent Variational Principle for Open Quantum Systems with Artificial Neural Networks.含人工神经网络的开放量子系统的时变变分原理。
Phys Rev Lett. 2021 Dec 3;127(23):230501. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.230501.
10
Stochastic representation of many-body quantum states.多体量子态的随机表示。
Nat Commun. 2023 Jun 16;14(1):3601. doi: 10.1038/s41467-023-39244-4.

引用本文的文献

1
Machine learning for estimation and control of quantum systems.用于量子系统估计与控制的机器学习。
Natl Sci Rev. 2025 Jul 7;12(8):nwaf269. doi: 10.1093/nsr/nwaf269. eCollection 2025 Aug.
2
Hamiltonian Learning of Triplon Excitations in an Artificial Nanoscale Molecular Quantum Magnet.人工纳米级分子量子磁体中三重子激发的哈密顿量学习
Nano Lett. 2025 Sep 10;25(36):13435-13440. doi: 10.1021/acs.nanolett.5c02502. Epub 2025 Aug 22.
3
Predicting topological entanglement entropy in a Rydberg analogue simulator.在里德堡模拟模拟器中预测拓扑纠缠熵。
Nat Phys. 2025;21(8):1332-1337. doi: 10.1038/s41567-025-02944-3. Epub 2025 Jul 28.
4
Foundation neural-networks quantum states as a unified Ansatz for multiple hamiltonians.将神经网络量子态作为多种哈密顿量的统一假设。
Nat Commun. 2025 Aug 5;16(1):7213. doi: 10.1038/s41467-025-62098-x.
5
Machine learning detection of Gaussian steering in continuous-variable systems under data imbalance.数据不平衡情况下连续变量系统中高斯操控的机器学习检测
Sci Rep. 2025 Jul 1;15(1):21376. doi: 10.1038/s41598-025-06409-8.
6
An Efficient Algorithmic Way to Construct Boltzmann Machine Representations for Arbitrary Stabilizer Code.一种为任意稳定器码构造玻尔兹曼机表示的高效算法方法。
Entropy (Basel). 2025 Jun 13;27(6):627. doi: 10.3390/e27060627.
7
Cross-disciplinary perspectives on the potential for artificial intelligence across chemistry.关于人工智能在化学领域潜力的跨学科观点。
Chem Soc Rev. 2025 Apr 25. doi: 10.1039/d5cs00146c.
8
Functional Electrolytes: Game Changers for Smart Electrochemical Energy Storage Devices.功能性电解质:智能电化学储能设备的变革者。
Small Sci. 2021 Oct 24;2(2):2100080. doi: 10.1002/smsc.202100080. eCollection 2022 Feb.
9
Double nanowire quantum dots and machine learning.双纳米线量子点与机器学习。
Sci Rep. 2025 Feb 18;15(1):5939. doi: 10.1038/s41598-025-89443-w.
10
Deep empirical neural network for optical phase retrieval over a scattering medium.用于散射介质上光学相位恢复的深度经验神经网络。
Nat Commun. 2025 Feb 5;16(1):1369. doi: 10.1038/s41467-025-56522-5.