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La physique de calcul, ou Comp-Ph, explore comment les superordinateurs modélisent l'univers, des collisions d'atomes à la formation des galaxies. Ce domaine transforme des équations complexes en simulations visuelles, permettant aux chercheurs de tester des théories impossibles à vérifier en laboratoire. C'est une fenêtre unique sur la mécanique fondamentale de la réalité, où le code informatique devient un outil d'observation aussi puissant que les télescopes.
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Cet article présente FewBodyToolkit.jl, un package Julia basé sur la méthode d'expansion gaussienne qui permet la simulation d'états liés et résonnants dans des systèmes quantiques généraux à deux et trois corps avec des interactions de paires arbitraires à travers diverses dimensions spatiales.
Cet article démontre, par l'analyse de réduction de phase et des simulations numériques, que les protocoles de commande par épinglage additif et paramétrique sont équivalents pour obtenir la synchronisation dans des réseaux faiblement couplés d'oscillateurs non linéaires, tels que les systèmes de Stuart-Landau.
Cette étude identifie que la combinaison de modèles de zone cohésive extrinsèques avec un contact basé sur la pénalité dans les simulations de fragmentation dynamique explicite provoque une croissance d'énergie non physique sévère et une fragmentation artificielle dues à des discontinuités de rigidité et à des erreurs de commutation, concluant finalement que cette approche est inappropriée pour les simulations de longue durée respectant la cohérence énergétique, malgré l'atténuation partielle offerte par les stratégies de pénalité adaptative.
Cet article introduit une nouvelle classe de méthodes de Lattice Boltzmann hautement efficaces pour simuler des écoulements magnétohydrodynamiques complexes, compressibles et incompressibles, démontrant une performance proche du maximum matériel et modélisant avec succès des interactions fluide-structure dynamiques dans un scénario d'astéroïde magnétisé.
Cet article introduit et valide un schéma d'intégration temporelle de type Newmark semi-explicite non lisse (NSN) qui gère de manière robuste le contact unilatéral dans les simulations de fragmentation dynamique en imposant strictement les contraintes, atteignant ainsi une stabilité et une précision supérieures aux méthodes basées sur la pénalité tout en révélant que la dissipation de contact peut paradoxalement augmenter le nombre de fragments en améliorant la localisation des dommages.
Cet article démontre que pour un benchmark de Poisson de type drift-diffusion en 1D, l'imposition d'une structure de volume fini conservative est nettement plus critique pour parvenir à des déploiements autorégressifs stables à long terme avec une erreur proche de l'arrondi que l'amélioration de la précision de la régression neuronale en une étape ou l'application de corrections apprises.
Cet article introduit une nouvelle méthode, efficace en termes de ressources, pour imposer des conditions aux limites dans les méthodes de Lattice Boltzmann quantique qui remplace le partitionnement segmenté du domaine par une opération cohérente unique, réduisant ainsi la surcharge de calcul pour les scénarios de rebond et de réflexion spéculaire.
Cet article introduit un cadre Particle-Mesh Ewald entièrement différentiable intégré à un réseau de passage de messages de tenseurs cartésiens E(n)-équivariant pour permettre l'apprentissage de bout en bout de l'électrostatique à longue portée et des réponses dipolaires atomiques, atteignant des forces d'une précision quantique et une performance scalable en O(N log N) pour les systèmes en phase condensée et interfaciale.
Cet article propose une approche d'optimisation quantique sans pénalité pour le repliement de protéines sur réseau qui utilise un mélangeur QAOA conçu pour le problème de l'ensemble indépendant maximal afin d'éviter les pénalités quadratiques, validant avec succès la méthode via des simulations classiques pour de petites protéines et l'étendant à des systèmes plus larges (jusqu'à une longueur ) grâce à un schéma heuristique de recherche locale itérative.
L'article présente DPA4, une nouvelle architecture de potentiel interatomique équivariante SE(3) dotée d'une convolution EMFA équivariante SO(2) et d'optimisations d'entraînement compatibles avec les compilateurs qui atteignent une précision de pointe avec des nombres de paramètres et des coûts d'entraînement considérablement réduits, établissant une nouvelle frontière de Pareto précision-coût pour les grands modèles atomistiques.