Neural-network quantum molecular dynamics (NNQMD) simulations based on machine learning are revolutionizing atomistic simulations of materials by providing quantum-mechanical accuracy but orders-of-magnitude faster, illustrated by ACM Gordon Bell prize (2020) and finalist (2021). State-of-the-art (SOTA) NNQMD model founded on group theory featuring rotational equivariance and local descriptors has provided much higher accuracy and speed than those models, thus named Allegro (meaning fast). On massively parallel supercomputers, however, it suffers a fidelity-scaling problem, where growing number of unphysical predictions of interatomic forces prohibits simulations involving larger numbers of atoms for longer times. Here, we solve this problem by combining the Allegro model with sharpness aware minimization (SAM) for enhancing the robustness of model through improved smoothness of the loss landscape. The resulting Allegro-Legato (meaning fast and "smooth") model was shown to elongate the time-to-failure $t_\textrm{failure}$, without sacrificing computational speed or accuracy. Specifically, Allegro-Legato exhibits much weaker dependence of timei-to-failure on the problem size, $t_{\textrm{failure}} \propto N^{-0.14}$ ($N$ is the number of atoms) compared to the SOTA Allegro model $\left(t_{\textrm{failure}} \propto N^{-0.29}\right)$, i.e., systematically delayed time-to-failure, thus allowing much larger and longer NNQMD simulations without failure. The model also exhibits excellent computational scalability and GPU acceleration on the Polaris supercomputer at Argonne Leadership Computing Facility. Such scalable, accurate, fast and robust NNQMD models will likely find broad applications in NNQMD simulations on emerging exaflop/s computers, with a specific example of accounting for nuclear quantum effects in the dynamics of ammonia.


翻译:以机器学习为基础的神经网络量子分子动态(NNQMD)模拟(NNQMD)正在通过提供量子机械性精度,而以ACM Gordon Bell奖(202020年)和终极主义者(2021年)为例证,使材料的原子模拟发生革命性变化。基于以旋转等离差和本地描述器为特点的集团理论,NNNQ-网络分子动态(NNNNQMMD)。因此,Allegro-Legro(意为快速),在大规模平行的超级计算机模拟中,它遇到了一个忠度加速的问题,而不断增长的对内部力量的不物理预测无法模拟涉及更多原子数量(202020年)和终极主义者(2021年)。在这里,我们通过将Allegro模型与敏锐度意识最小化(SAM)相结合,通过改善损失地平滑度,提高模型的坚固度。Allegro-Ideal-deal-modeal-modeal-modeal-moudal-moudal-modeal Qal-moudal-moudal-moudal QQQQQQQQQQQQQQQ), modeal-modeal-modal-modeal-modeal-moudal-modal-moudal-modal-mod-mod-modal-modaldal-modal-modal-modal-modaldald-mod-modal-modal-mod-mod-mod-mod-mod-mod-modal-mod-mod-modal-modal-mod-mod-mod-mod-mod-modal-modal-modal-modal-modal-modal-mod-modal-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-mod-modal-mod-mod-mod-mod-mod-mo</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

FAST:Conference on File and Storage Technologies。 Explanation:文件和存储技术会议。 Publisher:USENIX。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fast/
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月5日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员