AI新模型快速預測材料光學性質(zhì)
2024-10-12 15:10:20
來源：科技日報
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原標題：AI新模型快速預測材料光學性質(zhì)
未來的中央處理器（藝術(shù)圖）。圖片來源：美國趣味工程網(wǎng)站
據(jù)美國趣味工程網(wǎng)站近日報道，日本東北大學和美國麻省理工學院科學家，成功開發(fā)出一款新人工智能（AI）模型GNNOpt。該模型能以與量子模擬相同的精度預測材料的光學性質(zhì)，但速度能快100萬倍。研究團隊表示，這一重要進展有望加速光伏和量子材料的研發(fā)步伐。
推進太陽能電池、光子集成電路以及量子計算等領(lǐng)域的發(fā)展，離不開對材料光學特性的深入了解。但現(xiàn)有的實驗方法，如激光測試，受到光波波長范圍的限制。而模擬計算成本高昂，且需要滿足嚴格的標準。因此，科學家一直在尋找替代方法，以快速預測不同材料的光學性質(zhì)。
此前，圖形神經(jīng)網(wǎng)絡（GNN）機器學習模型已經(jīng)問世。這種模型通過將原子表示為圖形中的節(jié)點，原子鍵表示為圖形的邊，可形象地表示分子和材料。但GNN在捕捉晶體復雜結(jié)構(gòu)之間的細微差別方面存在困難，這限制了它在預測材料特性方面的廣泛應用。
新AI模型則另辟蹊徑，以材料的晶體結(jié)構(gòu)為輸入，能在極短時間內(nèi)，以驚人的準確性，在更寬的光頻率范圍內(nèi)預測材料的光學特性。一旦科學家掌握某種光學性質(zhì)，就可借助相關(guān)公式，推導出其他光學性質(zhì)。
新AI模型成功的秘訣在于“集成嵌入”技術(shù)。這項技術(shù)賦予了AI從多種數(shù)據(jù)集中學習的能力，使其變得更加精確且通用。
研究團隊稱，他們的新AI模型能夠準確預測晶體結(jié)構(gòu)的光學性質(zhì)，為廣泛應用打開了大門，特別是為先進太陽能電池和量子材料的篩選提供了強有力的支持。他們計劃創(chuàng)建包含各種材料特性（如力學和磁性）的綜合數(shù)據(jù)庫，以進一步擴展該AI模型的功能。（記者劉霞）
責任編輯：薛景爍
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