La nouvelle recherche théorique en physique introduit une méthode de simulation de hamiltonien efficace basé sur l’apprentissage automatique pour les structures atomiques à l’échelle super-large. Cette méthode hamiltonienne efficace pourrait simuler des structures beaucoup plus grandes que les méthodes basées sur des mécanismes quantiques et des mécanismes classiques.
Le résultats sont publiés dans MATÉRIAUX DE COMPORTATION NPJ Sous le titre, «Apprentissage actif d’un hamiltonien efficace pour les structures atomiques à l’échelle super-large». Le document a été rédigé par une équipe internationale de physiciens, dont l’Université d’Arkansas, l’Université Nanjing et l’Université du Luxembourg.
Dans les ferroélectriques et les diélectriques, il existe un type de structure – structure sysoscopique, qui a généralement des atomes plus de millions.
Les grandes structures dépassent la capacité de calcul des méthodes conventionnelles basées sur le mécanisme quantique et la mécanique classique, tandis que les méthodes hamiltoniennes efficaces pourraient facilement les gérer. C’est l’une des méthodes de calcul de l’échelle atomique les plus rapides et sera un puissant outil scientifique dans l’étude des structures et des matériaux mésoscopiques.
Hamiltonien efficace est une expression énergétique avec des types de termes de couplage, et les paramètres des termes peuvent être obtenus par des méthodes de mécanique quantique. La manière conventionnelle d’obtenir les paramètres est généralement complexe.
Une nouvelle façon est proposée sur la base de l’apprentissage automatique pour calculer les paramètres de cet article. Cette approche d’apprentissage automatique fournit un moyen universel et automatique de calculer les paramètres de l’hamiltonien efficace pour tous les systèmes complexes considérés avec des structures atomiques à l’échelle super-large.
En utilisant les nouvelles méthodes hamiltoniennes efficaces, les scientifiques pourraient concevoir de nouveaux matériaux avec des propriétés souhaitables, telles que les propriétés ferroélectriques et piézoélectriques, par grande simulation de structure à l’échelle atomique.
La prochaine étape dans le développement des méthodes hamiltoniennes efficaces consiste à proposer un hamiltonien efficace général basé sur la fonction et la symétrie Wanier du réseau. Ensuite, toute distorsion de structure et transitions de phase pourrait être imitée, et des propriétés supplémentaires, telles que les propriétés thermiques, pourraient également être simulées.
Plus d’informations:
Xingyue Ma et al, Apprentissage actif d’un hamiltonien efficace pour les structures atomiques à grande échelle, MATÉRIAUX DE COMPORTATION NPJ (2025). Doi: 10.1038 / S41524-025-01563-Z