We propose a general framework for finding the ground state of many-body fermionic systems by using feed-forward neural networks. The anticommutation relation for fermions is usually implemented to a variational wave function by the Slater determinant (or Pfaffian), which is a computational bottleneck because of the numerical cost of $O(N^3)$ for $N$ particles. We bypass this bottleneck by explicitly calculating the sign changes associated with particle exchanges in real space and using fully connected neural networks for optimizing the rest parts of the wave function. This reduces the computational cost to $O(N^2)$ or less. We show that the accuracy of the approximation can be improved by optimizing the "variance" of the energy simultaneously with the energy itself. We also find that a reweighting method in Monte Carlo sampling can stabilize the calculation. These improvements can be applied to other approaches based on variational Monte Carlo methods. Moreover, we show that the accuracy can be further improved by using the symmetry of the system, the representative states, and an additional neural network implementing a generalized Gutzwiller-Jastrow factor. We demonstrate the efficiency of the method by applying it to a two-dimensional Hubbard model.


翻译:我们提出一个总框架,通过使用向导神经网络寻找许多体形风化系统的地面状态。 发酵的反适应关系通常由Slater 决定因素(或Pfaffian)实施, 这是一种计算瓶颈, 因为它是计算性的瓶颈, 因为它的粒子耗资为$O(N)3美元。 我们绕过这个瓶颈, 方法是明确计算与实际空间的粒子交换有关的标志变化, 并利用完全连接的神经网络优化波函数的其余部分。 这样可以将计算成本降低到$O(N)2美元或更少。 我们表明, 通过优化能源与能源本身同时使用的“ 变异性”, 近距离的准确性可以提高。 我们还发现, 蒙特卡洛采样的重新加权方法可以稳定计算结果。 这些改进可以适用于基于变异性蒙特卡洛方法的其他方法。 此外, 我们表明,通过使用系统、 代表状态的对称法, 以及一个实施通用的 Gutzwor- Jast 格式效率的附加的神经网络, 可以进一步提高准确性。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
31+阅读 · 2020年4月15日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Nature 一周论文导读 | 2018 年 3 月 29 日
科研圈
12+阅读 · 2018年4月7日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
6+阅读 · 2018年10月3日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Nature 一周论文导读 | 2018 年 3 月 29 日
科研圈
12+阅读 · 2018年4月7日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员