論文の概要: Long-term excitation energy transfer predicted by a modified convolutional neural networks in the FMO complexes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17430v3
- Date: Thu, 24 Apr 2025 04:26:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-25 21:09:46.494395
- Title: Long-term excitation energy transfer predicted by a modified convolutional neural networks in the FMO complexes
- Title(参考訳): FMO複合体における畳み込みニューラルネットワークによる長期励起エネルギー伝達予測
- Authors: Yi-Meng Huang, Zi-Ran Zhao, Shun-Cai Zhao,
- Abstract要約: 本稿では,Fenna-Matthews-Olson錯体における100ピコ秒(ps)励起エネルギー伝達(EET)を予測するために,新しい冗長時間関数を組み込んだ効率的なCNN手法を提案する。
本手法は,最適化を単純化し,学習効率を向上し,量子散逸ダイナミクスの予測におけるアプローチの正確性,堅牢性,効率性を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.49157446832511503
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In machine learning (ML), the risk of recursive strategies overfitting historical data has driven the development of convolutional neural networks (CNNs) in simulating quantum dissipative dynamics. In this work, we propose an efficient CNNs scheme incorporating novel redundant time-functions to predict 100 picosecond (ps) excitation energy transfer (EET) in Fenna-Matthews-Olson (FMO) complexes, in which the original time $t$ is normalized by mapping it to the [0, 1] range, allowing different functions focus on distinct time intervals, thereby effectively capturing the multi-timescale characteristics of EET dynamics. This method simplifies optimization and enhances learning efficiency, and demonstrate the accuracy, robustness, and efficiency of our approach in predicting quantum dissipative dynamics.
- Abstract(参考訳): 機械学習(ML)では、歴史的データに適合する再帰戦略のリスクにより、量子散逸ダイナミクスをシミュレートする畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の開発が進められている。
本研究では,Fenna-Matthews-Olson (FMO) 錯体における100ピコ秒 (ps) 励起エネルギー伝達 (EET) を予測するために,新しい冗長な時間関数を組み込んだ効率的なCNN手法を提案する。
本手法は最適化を単純化し,学習効率を向上し,量子散逸ダイナミクスの予測におけるアプローチの正確性,堅牢性,効率性を実証する。
関連論文リスト
- ChronoSpike: An Adaptive Spiking Graph Neural Network for Dynamic Graphs [10.05203937088835]
スパイキングニューラルネットワークは、イベント駆動の効率を提供するが、シーケンシャルな伝播、バイナリ情報損失、グローバルなコンテキストを欠く局所的な集約によって制限される。
適応的なスパイクグラフニューラルネットワークであるChronoSpikeを提案する。このニューラルネットワークは、学習可能なLIFニューロンを膜間ダイナミクスと統合し、連続的な特徴に対する多頭部の空間的アグリゲーションと、トランスフォーマーの時間エンコーダである。
大規模な3つのベンチマークでは、ChronoSpikeは12の最先端のベースラインを$2.0%$マクロF1と$2.4%$マイクロF1で上回り、また、反復メソッドよりも3-10倍速いトレーニングを達成している。
論文 参考訳(メタデータ) (2026-02-01T09:50:21Z) - Fractional Spike Differential Equations Neural Network with Efficient Adjoint Parameters Training [63.3991315762955]
スパイキングニューラルネットワーク(SNN)は、生物学的ニューロンからインスピレーションを得て、脳に似た計算の現実的なモデルを作成する。
既存のほとんどのSNNは、マルコフ特性を持つ一階常微分方程式(ODE)によってモデル化された、神経細胞膜電圧ダイナミクスの単一時間定数を仮定している。
本研究では, 膜電圧およびスパイク列車の長期依存性を分数次力学により捉えるフラクタルSPIKE微分方程式ニューラルネットワーク (fspikeDE) を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-07-22T18:20:56Z) - Langevin Flows for Modeling Neural Latent Dynamics [81.81271685018284]
逐次変分自動エンコーダであるLangevinFlowを導入し、潜伏変数の時間的進化をアンダーダム化したLangevin方程式で制御する。
われわれのアプローチは、慣性、減衰、学習されたポテンシャル関数、力などの物理的事前を組み込んで、ニューラルネットワークにおける自律的および非自律的プロセスの両方を表現する。
本手法は,ロレンツ誘引器によって生成される合成神経集団に対する最先端のベースラインより優れる。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-07-15T17:57:48Z) - Neuromorphic Wireless Split Computing with Resonate-and-Fire Neurons [69.73249913506042]
本稿では、共振器(RF)ニューロンを用いて時間領域信号を直接処理する無線スプリットコンピューティングアーキテクチャについて検討する。
可変周波数で共鳴することにより、RFニューロンは低スパイク活性を維持しながら時間局在スペクトル特徴を抽出する。
実験の結果,提案したRF-SNNアーキテクチャは従来のLIF-SNNやANNと同等の精度を達成できることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-06-24T21:14:59Z) - Overcoming the entanglement barrier with sampled tensor networks [0.0]
我々は,汎用ローカル演算子の期待値をサンプリングし,評価するハイブリッドネットワーク/モンテカルロ(TN-MC)アルゴリズムを開発した。
波動関数振幅の正確な収縮は、時間とともに好ましいスケーリングの結果である。
この結果から,局所作用素の期待値を計算すると,一次元ハミルトン進化における絡み合い障壁を回避できることが示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-05-14T18:14:47Z) - Physics-inspired Energy Transition Neural Network for Sequence Learning [14.111325019623596]
本研究では、純粋なRNNの能力について検討し、その長期学習メカニズムを再評価する。
時間とともにエネルギーの変化を追跡する物理エネルギー遷移モデルにインスパイアされた我々は、Physics-inspired Energy transition Neural Network (PETNN)と呼ばれる効果的なリカレント構造を提案する。
本研究では,現在Transformerが支配しているフィールドにおいて,効率的なリカレントニューラルネットワーク開発の可能性を明らかにする。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-05-06T08:07:15Z) - Deep-Unrolling Multidimensional Harmonic Retrieval Algorithms on Neuromorphic Hardware [78.17783007774295]
本稿では,高精度かつエネルギー効率の高い単発多次元高調波検索のための変換に基づくニューロモルフィックアルゴリズムの可能性について検討する。
複雑な値の畳み込み層と活性化をスパイクニューラルネットワーク(SNN)に変換する新しい手法を開発した。
変換されたSNNは、元のCNNに比べて性能が低下し、ほぼ5倍の電力効率を実現している。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-12-05T09:41:33Z) - Enhancing Open Quantum Dynamics Simulations Using Neural Network-Based Non-Markovian Stochastic Schrödinger Equation Method [2.9413085575648235]
ニューラルネットワーク技術と非マルコフシュロディンガー方程式のシミュレーションを組み合わせる手法を提案する。
このアプローチは、特に低温での長時間シミュレーションに必要な軌道の数を著しく減少させる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-11-24T16:57:07Z) - A short trajectory is all you need: A transformer-based model for long-time dissipative quantum dynamics [0.0]
深層人工知能ニューラルネットワークは、散逸環境に結合した量子システムの長時間の人口動態を予測することができることを示す。
我々のモデルは、リカレントニューラルネットワークのような古典的な予測モデルよりも正確です。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-09-17T16:17:52Z) - Temporal Convolution Derived Multi-Layered Reservoir Computing [5.261277318790788]
貯水池の状態空間への入力データの新たなマッピングを提案する。
ニューラルネットワークの並列化性,深さ,予測能力を向上する2つの新しいネットワークアーキテクチャにこの手法を組み込む。
カオス時系列では、Echo State Networksと比較して最大85.45%、Gated Recurrent Unitsと比較して90.72%のエラー削減が観察される。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-07-09T11:40:46Z) - Neuroevolving Electronic Dynamical Networks [0.0]
ニューロ進化(Neuroevolution)は、自然選択によって人工ニューラルネットワークの性能を改良するために進化的アルゴリズムを適用する方法である。
連続時間リカレントニューラルネットワーク(CTRNN)の適合性評価は、時間と計算コストがかかる可能性がある。
フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)は、高性能で消費電力の少ないため、ますます人気が高まっている。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-04-06T10:54:35Z) - EMN: Brain-inspired Elastic Memory Network for Quick Domain Adaptive Feature Mapping [57.197694698750404]
本稿では,特徴と予測のマッピングを高速に微調整するための,勾配のない新しいElastic Memory Networkを提案する。
EMNはランダムに結合したニューロンを用いて特徴とラベルの関連を記憶し、ネットワーク内のシグナルはインパルスとして伝播する。
EMNは、従来のドメイン適応手法の1%以下のタイミングコストしか必要とせず、最大10%の性能向上を達成することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-04T09:58:17Z) - Continuous time recurrent neural networks: overview and application to
forecasting blood glucose in the intensive care unit [56.801856519460465]
連続時間自己回帰リカレントニューラルネットワーク(Continuous Time Autoregressive Recurrent Neural Network, CTRNN)は、不規則な観測を考慮に入れたディープラーニングモデルである。
重篤なケア環境下での血糖値の確率予測へのこれらのモデルの適用を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-14T09:39:06Z) - Automatic Evolution of Machine-Learning based Quantum Dynamics with
Uncertainty Analysis [4.629634111796585]
長期記憶リカレントニューラルネットワーク(LSTM-RNN)モデルは、長期量子力学をシミュレートするために用いられる。
この研究は、オープン量子システムの動的進化をシミュレートする効果的な機械学習アプローチを構築する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-07T08:53:55Z) - An advanced spatio-temporal convolutional recurrent neural network for
storm surge predictions [73.4962254843935]
本研究では, 人工ニューラルネットワークモデルを用いて, 嵐の軌跡/規模/強度履歴に基づいて, 強風をエミュレートする能力について検討する。
本研究では, 人工嵐シミュレーションのデータベースを用いて, 強風を予測できるニューラルネットワークモデルを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-18T23:42:18Z) - Bilinear Input Normalization for Neural Networks in Financial
Forecasting [101.89872650510074]
本稿では,高頻度金融時系列を扱うディープニューラルネットワークのための新しいデータ駆動正規化手法を提案する。
提案手法は,財務時系列のバイモーダル特性を考慮したものである。
我々の実験は最先端のニューラルネットワークと高周波データを用いて行われ、他の正規化技術よりも大幅に改善された。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-01T07:52:03Z) - Influence Estimation and Maximization via Neural Mean-Field Dynamics [60.91291234832546]
本稿では,ニューラル平均場(NMF)ダイナミクスを用いた新しい学習フレームワークを提案する。
我々のフレームワークは拡散ネットワークの構造とノード感染確率の進化を同時に学習することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-03T00:02:05Z) - Adaptive Latent Space Tuning for Non-Stationary Distributions [62.997667081978825]
本稿では,ディープエンコーダ・デコーダ方式cnnの低次元潜在空間の適応チューニング法を提案する。
粒子加速器における時間変動荷電粒子ビームの特性を予測するためのアプローチを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-08T03:50:45Z) - Accelerating Simulation of Stiff Nonlinear Systems using Continuous-Time
Echo State Networks [1.1545092788508224]
本研究では, 非線形常微分方程式の代用格子を動的に生成するデータ駆動手法を提案する。
加熱システムの物理的に動機付けられたスケーラブルなモデル上で,CTESNを用いたほぼ一定時間の性能を実証的に実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-07T17:40:06Z) - Multi-Tones' Phase Coding (MTPC) of Interaural Time Difference by
Spiking Neural Network [68.43026108936029]
雑音の多い実環境下での正確な音像定位のための純粋スパイクニューラルネットワーク(SNN)に基づく計算モデルを提案する。
このアルゴリズムを,マイクロホンアレイを用いたリアルタイムロボットシステムに実装する。
実験の結果, 平均誤差方位は13度であり, 音源定位に対する他の生物学的に妥当なニューロモルフィックアプローチの精度を上回っていることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-07T08:22:56Z) - Liquid Time-constant Networks [117.57116214802504]
本稿では,時間連続リカレントニューラルネットワークモデルについて紹介する。
暗黙の非線形性によって学習システムの力学を宣言する代わりに、線形一階力学系のネットワークを構築する。
これらのニューラルネットワークは安定かつ有界な振る舞いを示し、ニューラル常微分方程式の族の中で優れた表現性をもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-08T09:53:35Z) - Flexible Transmitter Network [84.90891046882213]
現在のニューラルネットワークはMPモデルに基づいて構築されており、通常はニューロンを他のニューロンから受信した信号の実際の重み付け集約上での活性化関数の実行として定式化する。
本稿では,フレキシブル・トランスミッタ(FT)モデルを提案する。
本稿では、最も一般的な完全接続型フィードフォワードアーキテクチャ上に構築された、フレキシブルトランスミッタネットワーク(FTNet)について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-08T06:55:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。