基于 GPU 的 Ising 机器的大晶体对称结构预测算法——CRYSIM
材料科学
2025-04-10 v1 机器学习
摘要
Ising 机器正在成为材料科学中解决黑箱优化问题的常用方法。然而，其在晶体结构预测（CSP）中的应用仍不够有效，由于对原子坐标的对称性无关编码。我们介绍了 CRYSIM算法，通过独立编码空间群、Wyckoff 位组合以及独立原子位点的坐标，将其作为单独变量。这种编码通过在空间群中利用对称性显著减少了搜索空间。当 CRYSIM 接口化至 Fixstars Amplify 时，一种基于 GPU 的 Ising 机器，其预测性能在单元胞包含超过 150 个原子的晶体中，与 CALYPSO 和贝叶斯优化方法相当。虽然当前小规模量子设备不切实际地接口化 CRYSIM，但它有潜力在即将到来的量子时代成为标准 CSP 算法。
引用
@article{arxiv.2504.06878,
title = {CRYSIM: Prediction of Symmetric Structures of Large Crystals with GPU-based Ising Machines},
author = {Chen Liang and Diptesh Das and Jiang Guo and Ryo Tamura and Zetian Mao and Koji Tsuda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06878},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 4 figures, 1 table