电子结构是材料性能的关键。尽管第一性原理计算精确,但计算量大,难以模拟复杂过程。机器学习为原子尺度模拟提供了新路径,PET-MAD模型通过广泛的数据集和高效的网络结构,实现了高精度与低计算成本,提升了材料建模的普适性与效率。
自2004年开源以来,LAMMPS广泛应用于材料建模,支持多种材料和粒子相互作用模型,代码易于修改,并支持CPU和GPU加速。到2022年,代码行数已达100万。HyperAI提供LAMMPS入门教程,用户可在线学习相关操作。
机器学习的原子间势函数在材料建模中很重要,但需要高质量的量子力学数据。本文提出用合成数据预训练神经网络势函数,在小数据集上微调,提高精度和稳定性。通过碳相关的图神经网络势函数验证了该方法的可行性,并进行了初步实验测试其局限性。
通过利用物理信息和Rao-Blackwellization概念改善人工神经网络预测,应用于材料建模,示例证明了策略的有效性。使用不变量、参数最小化和尺度分析等足够的物理信息可以显著提高预测结果。同时,还探讨了通过训练数据集、网络结构和输出过滤器改善人工神经网络的机会。
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