Allegro-FM：面向 exascale 分子动力学模拟的等变根基模型
材料科学
2025-02-21 v2
摘要
我们提出一种用于 exascale 分子动力学模拟的根基模型，利用 E(3) 等变网络架构 (Allegro) 和由 Total Energy Alignment (TEA) 框架整合的大规模有机和无机材料数据集。多亏大规模训练数据集，获得的模型 (Allegro-FM) 可用于涵盖周期表89种元素的多样化下游任务的材料模拟。Allegro-FM 在描述结构、机械和热力学性质方面表现出与高级量子化学理论的优异一致性，同时展现出对结构相关性、反应动力学、机械强度、断裂和固液溶解等方面的涌现能力，尽管模型未针对这些任务进行训练。 Furthermore, 我们使用由 Transition1x 组成的10k 种有机反应和960万种配置（包括过渡态数据）以及石灰硅酸盐水凝胶作为测试平台，展示了 Allegro-FM 对化学反应的稳健可预测性和可泛化性。凭借其计算效率高、严格局部网络架构，Allegro-FM 在 Argonne Leadership Computing Facility 的 Aurora 超级计算机上实现了对百亿原子系统的扩展，平行效率达0.964。本工作所提出的方法展示了基于大规模原子尺度模拟的根基模型用于新材料设计和发现的潜力。
引用
@article{arxiv.2502.06073,
title = {Allegro-FM: Towards Equivariant Foundation Model for Exascale Molecular Dynamics Simulations},
author = {Ken-ichi Nomura and Shinnosuke Hattori and Satoshi Ohmura and Ikumi Kanemasu and Kohei Shimamura and Nabankur Dasgupta and Aiichiro Nakano and Rajiv K. Kalia and Priya Vashishta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.06073},
year = {2025}
}