Neural delay differential equations: learning non-Markovian closures for partially known dynamical systems

Cet article propose un cadre d'équations différentielles à retard neuronal (NDDE) inspiré du formalisme de Mori-Zwanzig pour apprendre efficacement des dynamiques non markoviennes à partir de systèmes partiellement observables, surpassant ainsi les méthodes existantes comme les réseaux LSTM et les ANODEs.

Thibault Monsel, Onofrio Semeraro, Lionel Mathelin, Guillaume CharpiatTue, 10 Ma🤖 cs.LG

Modelling Material Injection Into Porous Structures Under Non-isothermal Conditions

Cet article présente un modèle thermodynamiquement cohérent basé sur la théorie des milieux poreux pour simuler l'injection de ciment acrylique dans l'os spongieux vertébral en conditions non isothermes, en tenant compte du non-équilibre thermique local entre les phases.

Jan-Sören L. Völter (University of Stuttgart), Zubin Trivedi (University of Stuttgart), Andreas Boger (Ansbach University of Applied Sciences), Tim Ricken (University of Stuttgart), Oliver Röhrle (University of Stuttgart)Tue, 10 Ma🔬 physics

Atomistic Framework for Glassy Polymer Viscoelasticity Across Twenty Frequency Decades

En étendant la théorie des déformations non affines via un noyau de mémoire dépendant du temps dans une équation de Langevin généralisée, cette étude propose un cadre atomistique unifié capable de prédire avec précision la réponse viscoélastique du poly(méthacrylate de méthyle) sur plus de vingt décades de fréquence, comblant ainsi le fossé entre les échelles microscopiques et macroscopiques.

Ankit Singh, Vinay Vaibhav, Caterina Czibula, Astrid Macher, Petra Christoefl, Karin Bartl, Gregor Trimmel, Timothy W. Sirk, Alessio ZacconeTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

An Always-Accepting Algorithm for Transition Path Sampling

Cet article présente un algorithme de tirage unidirectionnel pour l'échantillonnage des trajectoires de transition qui accepte systématiquement chaque proposition tout en corrigeant le biais par un schéma de rééchantillonnage, permettant ainsi un échantillonnage efficace et correct de la formation d'hydrates de clathrate de CO₂ dans des conditions difficiles d'accès.

Magdalena Häupl, Sebastian Falkner, Peter G. Bolhuis, Christoph Dellago, Alessandro CorettiTue, 10 Ma🔬 physics

Certified Uncertainty for Surrogate Models of Neutron Star Equations of State via Mondrian Conformal Prediction

Cet article présente un modèle de substitution multitâche pour les équations d'état des étoiles à neutrons qui fournit des incertitudes certifiées et sans hypothèse de distribution grâce à la prédiction conforme Mondrian, permettant une inférence efficace et fiable des masses, rayons et déformabilités tidales.

Marlon M. S. Mendes, Roberta Duarte Pereira, Mariana Dutra da Rosa Louren, César H. LenziTue, 10 Ma🔭 astro-ph

Prediction of Steady-State Flow through Porous Media Using Machine Learning Models

Cette étude démontre que l'opérateur neuronal de Fourier (FNO), intégré dans un cadre d'apprentissage automatique, surpasse les architectures AE et U-Net ainsi que les méthodes CFD traditionnelles pour prédire efficacement et rapidement l'écoulement en régime permanent dans les milieux poreux, offrant ainsi une solution évolutive pour l'optimisation topologique des plaques froides.

Jinhong Wang, Matei C. Ignuta-Ciuncanu, Ricardo F. Martinez-Botas, Teng CaoTue, 10 Ma🤖 cs.LG

From Accurate Quantum Chemistry to Converged Thermodynamics for Ion Pairing in Solution

En combinant des avancées en apprentissage automatique et en théorie de la structure électronique, cette étude démontre que l'obtention d'une précision quantitative pour l'énergie libre d'appariement ionique du CaCO₃ en solution aqueuse nécessite de dépasser la théorie de la fonctionnelle de la densité standard pour atteindre le niveau de théorie couplée CCSD(T).

Niamh O'Neill, Benjamin X. Shi, William C. Witt, Blake I. Armstrong, William J. Baldwin, Paolo Raiteri, Christoph Schran, Angelos Michaelides, Julian D. GaleTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

How Physical Dynamics Shape the Properties of Ising Machines: Evaluating Oscillators vs. Bistable Latches as Ising Spins

Cette étude démontre que les machines d'Ising basées sur des oscillateurs surpassent systématiquement celles utilisant des verrous bistables en résolution de problèmes d'optimisation, grâce à une dynamique physique qui permet une déstabilisation sélective des états de haute énergie, contrairement à la stabilité linéaire uniforme des verrous.

Abir Hasan, Nikhil ShuklaTue, 10 Ma🔬 physics

Physics-informed AI Accelerated Retention Analysis of Ferroelectric Vertical NAND: From Day-Scale TCAD to Second-Scale Surrogate Model

Cette étude présente un modèle de substitution basé sur un opérateur neuronal informé par la physique (PINO) qui accélère de plus de 10 000 fois l'analyse de la rétention des mémoires NAND verticales ferroélectriques par rapport aux outils TCAD traditionnels, tout en préservant la précision physique nécessaire à l'optimisation des dispositifs.

Gyujun Jeong (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Sungwon Cho (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Minji Shon (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Namhoon Kim (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Woohyun Hwang (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Kwangyou Seo (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Suhwan Lim (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Wanki Kim (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Daewon Ha (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Prasanna Venkatesan (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Kihang Youn (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Ram Cherukuri (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Yiyi Wang (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Suman Datta (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Asif Khan (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Shimeng Yu (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA)Tue, 10 Ma🤖 cs.LG

Machine learning the two-electron reduced density matrix in molecules and condensed phases

Cette étude démontre la faisabilité d'apprendre la matrice de densité réduite à deux électrons (2-RDM) par apprentissage automatique pour obtenir des modèles de haute fidélité capables de prédire avec précision les énergies et les forces de systèmes moléculaires complexes, tels que le glucose solvaté, à un coût computationnel équivalent à celui de la méthode Hartree-Fock tout en atteignant la précision du couplage de clusters.

Jessica A. Martinez B., Bhaskar Rana, Xuecheng Shao, Katarzyna Pernal, Michele PavanelloTue, 10 Ma🔬 physics

Full-Scale GPU-Accelerated Transient EM-Thermal-Mechanical Co-Simulation for Early-Stage Design of Advanced Packages

Cet article présente un solveur couplé électromagnétique-thermique-mécanique accéléré par GPU qui permet des simulations transitoires à grande échelle et non homogénéisées pour la conception précoce de packages avancés, comblant ainsi le fossé entre la fidélité physique et le temps de calcul afin de détecter des mécanismes de défaillance invisibles aux méthodes conventionnelles.

Hongyang Liu, Tejas Kulkarni, Ganesh Subbarayan, Cheng-Kok Koh, Dan JiaoTue, 10 Ma🔬 physics.app-ph

A semi-analytical pseudo-spectral method for 3D Boussinesq equations of rotating, stratified flows in unbounded cylindrical domains

Cet article présente une méthode pseudo-spectrale semi-analytique couplée à un schéma de différenciation exponentielle pour résoudre efficacement les équations de Boussinesq tridimensionnelles dans des domaines cylindriques infinis, permettant la simulation stable et précise des écoulements rotatifs et stratifiés soumis à un fort cisaillement azimutal sans les contraintes de stabilité temporelle des méthodes classiques.

Jinge Wang, Philip S. MarcusTue, 10 Ma🔬 physics

Covariant Multi-Scale Negative Coupling on Dynamic Riemannian Manifolds: A Geometric Framework for Topological Persistence in Infinite-Dimensional Systems

Cet article propose un cadre géométrique basé sur un couplage négatif multi-échelle covariant sur des variétés riemanniennes dynamiques pour prévenir l'effondrement des attracteurs dans les systèmes dissipatifs infinis, en démontrant théoriquement que cette approche préserve la complexité structurelle et la dimension finie des attracteurs globaux, ce qui est confirmé par des simulations numériques stabilisant des attracteurs de haute dimension face à une dissipation macroscopique sévère.

Pengyue HouTue, 10 Ma🔬 physics

The Taguchi method for optimizing nonlinear pulse propagation in optical fibers

Cet article présente la méthode de Taguchi comme un outil efficace pour optimiser la propagation non linéaire des impulsions dans les fibres optiques, démontrant sa capacité à converger rapidement vers des paramètres souhaités grâce à l'utilisation de plans orthogonaux et à une stratégie privilégiant l'exploitation, comme illustré par des applications sur le soliton à centre directeur et la conservation de l'ordre du soliton dans les fibres à dispersion décroissante.

Adity, Srikanth SugavanamTue, 10 Ma🔬 physics.optics

Scaling Machine Learning Interatomic Potentials with Mixtures of Experts

Cette étude présente des architectures de potentiels interatomiques basés sur l'apprentissage automatique utilisant des mélanges d'experts (MoE) qui, grâce à une activation parcimonieuse et un routage élément par élément, atteignent une précision inédite tout en révélant une spécialisation chimique interprétable alignée sur les tendances du tableau périodique.

Yuzhi Liu, Duo Zhang, Anyang Peng, Weinan E, Linfeng Zhang, Han WangTue, 10 Ma🤖 cs.LG