論文の概要: Solving two-dimensional quantum eigenvalue problems using
physics-informed machine learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01413v1
- Date: Thu, 2 Feb 2023 20:57:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 18:16:13.533975
- Title: Solving two-dimensional quantum eigenvalue problems using
physics-informed machine learning
- Title(参考訳): 物理インフォームド機械学習を用いた2次元量子固有値問題の解法
- Authors: Elliott G. Holliday, John F. Lindner, William L. Ditto
- Abstract要約: 不可能な箱に閉じ込められた粒子は、パラダイム的で正確に解ける1次元量子システムである。
物理インフォームドニューラルネットワークを用いて無限に多くの一般化を2次元に探索する。
特に、粒子の固有値と固有関数を見つけるために教師なし学習アルゴリズムを一般化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A particle confined to an impassable box is a paradigmatic and exactly
solvable one-dimensional quantum system modeled by an infinite square well
potential. Here we explore some of its infinitely many generalizations to two
dimensions, including particles confined to rectangle, elliptic, triangle, and
cardioid-shaped boxes, using physics-informed neural networks. In particular,
we generalize an unsupervised learning algorithm to find the particles'
eigenvalues and eigenfunctions. During training, the neural network adjusts its
weights and biases, one of which is the energy eigenvalue, so its output
approximately solves the Schr\"odinger equation with normalized and mutually
orthogonal eigenfunctions. The same procedure solves the Helmholtz equation for
the harmonics and vibration modes of waves on drumheads or transverse magnetic
modes of electromagnetic cavities. Related applications include dynamical
billiards, quantum chaos, and Laplacian spectra.
- Abstract(参考訳): 不可能な箱に閉じ込められた粒子は、無限平方井戸ポテンシャルでモデル化されたパラダイム的で正確に解ける1次元量子システムである。
ここでは、物理に変形したニューラルネットワークを用いて、矩形、楕円形、三角形、心身形の箱に閉じ込められた粒子を含む、2次元への無限個の一般化のいくつかを探索する。
特に,教師なし学習アルゴリズムを一般化し,粒子の固有値と固有関数を求める。
トレーニング中、ニューラルネットワークはその重みとバイアスを調整し、そのうちの1つはエネルギー固有値であり、その出力は正規化および相互直交固有関数を持つシュリンガー方程式をほぼ解く。
同じ手順は、ドラムヘッド上の波の高調波と振動モード、または電磁キャビティの逆磁気モードのヘルムホルツ方程式を解く。
関連する応用としては、動的ビリヤード、量子カオス、ラプラシアスペクトルがある。
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