El Agente Cuantico: Automating quantum simulations

Die Arbeit stellt „El Agente Cuántico" vor, ein Multi-Agenten-KI-System, das natürliche Sprache nutzt, um komplexe Quantensimulations-Workflows über verschiedene Software-Frameworks hinweg automatisch zu planen, auszuführen und zu validieren, wodurch technische Barrieren gesenkt und die autonome Erforschung quantenphysikalischer Modelle ermöglicht wird.

Ignacio Gustin, Luis Mantilla Calderón, Juan B. Pérez-Sánchez, Jérôme F. Gonthier, Yuma Nakamura, Karthik Panicker, Manav Ramprasad, Zijian Zhang, Yunheng Zou, Varinia Bernales, Alán Aspuru-GuzikMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Entanglement Barriers from Computational Complexity: Matrix-Product-State Approach to Satisfiability

Die Arbeit zeigt, dass die bei der Lösung des 3-SAT-Problems mit Matrix-Produkt-Zuständen auftretende Verschränkungsbarriere und der damit verbundene Ressourcenbedarf auf rein klassische rechnerische Komplexität zurückzuführen sind, was die Grenzen dieses quanteninspirierten Ansatzes auf klassischen Computern sowie die Notwendigkeit umfangreicher nicht-stabilisierender Ressourcen für Quantenarchitekturen aufzeigt.

Tim Pokart, Frank Pollmann, Jan Carl BudichMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Direct Variational Calculation of Two-Electron Reduced Density Matrices via Semidefinite Machine Learning

Die vorgestellte Arbeit führt einen datengestützten Rahmen ein, der mittels semidefiniten maschinellen Lernens eine vertexbasierte Approximation der NN-Darstellbarkeit von Zwei-Elektronen-Dichtematrizen ermöglicht, um die Genauigkeit direkter variationsbasierter Berechnungen bei vergleichbarem Rechenaufwand zu steigern, ohne explizite Bedingungen höherer Ordnung zu benötigen.

Luis H. Delgado-Granados, David A. MazziottiMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Drifting to Boltzmann: Million-Fold Acceleration in Boltzmann Sampling with Force-Guided Drifting

Die Arbeit stellt erstmals Drifting-Modelle für die Generierung molekularer Konformationen vor, die durch die theoretische Herleitung der „Drifting Force Identity" und die entgegengesetzte Wirksamkeit von Kraftintegration in Koordinaten- versus Distanzraum eine millionenfache Beschleunigung gegenüber der klassischen Molekulardynamik bei gleichzeitiger exakter Boltzmann-Verteilung und struktureller Validität ermöglichen.

Pipi HuMon, 09 Ma🔬 physics

Towards Efficient and Stable Ocean State Forecasting: A Continuous-Time Koopman Approach

Die Studie zeigt, dass der Continuous-Time Koopman Autoencoder (CT-KAE) als leichtgewichtiges Ersatzmodell für die langfristige Vorhersage von Ozeanzuständen in einem zweischichtigen quasigeostrophischen System eine stabile und effiziente Alternative zu autoregressiven Transformer-Baselines darstellt, indem er nichtlineare Dynamiken in einen linearen latenten Raum projiziert und dabei über lange Zeiträume hinweg stabile Fehlerwachstumsraten sowie konsistente großskalige Statistiken gewährleistet.

Rares Grozavescu, Pengyu Zhang, Mark Girolami, Etienne MeunierMon, 09 Ma🔬 physics.app-ph

Hybrid ensemble forecasting combining physics-based and machine-learning predictions through spectral nudging

Diese Studie stellt erstmals die Anwendung von spektralem Nudging in einem probabilistischen Ensemblevorhersagerahmen vor, der physikbasierte und maschinell lernende Modelle kombiniert, und zeigt dadurch signifikante Verbesserungen der Vorhersagegenauigkeit, insbesondere für großskalige Muster und tropische Wirbelstürme.

Inna Polichtchouk, Simon Lang, Sarah-Jane Lock, Michael Maier-Gerber, Peter DuebenMon, 09 Ma🔬 physics

Non-intrusive Monitoring of Sealed Microreactor Cores Using Physics-Informed Muon Scattering Tomography With Momentum Measurements

Diese Studie stellt μ\muTRec vor, ein physikbasiertes Framework zur zerstörungsfreien Überwachung versiegelter Mikroreaktorkerne mittels Myonenstreuung, das durch die Integration von Impulsmessungen und Bayesscher Aktualisierung die Detektierbarkeit fehlender Brennelemente im Vergleich zu herkömmlichen Methoden erheblich steigert.

Reshma Ughade, Stylianos ChatzidakisMon, 09 Ma🔬 physics.app-ph

Frustrated supermolecules: the high-pressure phases of crystalline methane

Die Studie zeigt, dass die komplexen Hochdruckphasen von kristallinem Methan durch die Packung von supermolekularen Clustern (einem 13-Molekül-Ikosaeder in Phase A und 17-Molekül-Z16-Polyedern in Phase B) erklärt werden können, wobei die Abweichung von der kubischen Symmetrie auf die nicht-kugelförmige Natur der Moleküle und das Zusammenspiel zwischen effizienter Packung und gehemmter Rotation zurückzuführen ist.

Marcin Kirsz, Miguel Martinez-Canales, Ayobami D. Daramola, John S. Loveday, Ciprian G. Pruteanu, Graeme J AcklandMon, 09 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Long-range machine-learning potentials with environment-dependent charges enable predicting LO-TO splitting and dielectric constants

Die Studie stellt zwei langreichweitige maschinelle Lernpotentiale mit umgebungsabhängigen Ladungen vor, die durch die Einbeziehung expliziter elektrostatischer Wechselwirkungen die Genauigkeit bei der Vorhersage von LO-TO-Aufspaltungen, dielektrischen Konstanten und Phononenspektren in sowohl isotropen als auch uniaxialen Materialien verbessern.

Dmitry Korogod, Alexander V. Shapeev, Ivan S. NovikovMon, 09 Ma🔬 physics

Exotic Pressure-Driven Band Gap Widening in Carbon Chain-Filled KFI Zeolite and Its Pathway to High-Pressure Semiconducting Electronics and High-Temperature Superconductivity

Die Studie zeigt, dass Kohlenstoffketten in KFI-Zeolithen unter hohem Druck einen ungewöhnlichen bandlückenvergrößernden Halbleiterzustand aufweisen und bei der Synthese extrem langer Cumulenkette eine supraleitende Übergangstemperatur von etwa 62 K erreichen, was neue Wege für Hochdruck-Halbleiter und Hochtemperatursupraleitung eröffnet.

C. T. Wat, K. C. Lam, W. Y. Chan, C. P. Chau, S. P. Ng, W. K. Loh, L. Y. F. Lam, X. Hu, C. H. WongMon, 09 Ma🔬 physics