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

この論文は、Mori-Zwanzig 形式に着想を得て、遅延時間変数をデータから学習するニューラル遅延微分方程式(NDDE)を提案し、部分観測条件下での非マルコフ的動的システムのモデル化において、既存の手法よりも優れた性能とデータ効率を実現することを示しています。

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

Modelling Material Injection Into Porous Structures Under Non-isothermal Conditions

本論文は、理論的多孔質媒体(TPM)を用いて、注入セメントと人体の体温差を考慮した非等温条件下における脊椎形成術のモデル化を行い、局所熱平衡を仮定しない新たなエネルギーバランスと構成則を導入することで熱力学的整合性を保ちつつ、数値シミュレーションにより物理的に妥当な挙動を示すことを確認したものである。

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

この論文は、非アフィン変形理論に時間依存のメモリカーネルを組み込んだ一般化ランジュバン方程式を開発し、PMMA のせん断弾性率と緩和スペクトルをテラヘルツからミリヘルツまでの 20 桁以上の周波数範囲で記述することで、ガラス状ポリマーの粘弾性応答を原子論的レベルからマクロな実験データまで統一的に説明する手法を提案しています。

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

Hybrid Weight Window Method for Global Time-Dependent Monte Carlo Particle Transport Calculations

この論文は、低次モーメント方程式の混合モンテカルロ・決定論的解に基づく自動重み窓を定義し、時間依存モンテカルロ粒子輸送問題における大域的な分散低減を実現する新しいアルゴリズムを提案し、その有効性と計算効率を解析的に検証したものである。

Caleb A. Shaw, Dmitriy Y. AnistratovTue, 10 Ma🔬 physics

SAP-X2C: Optimally-Simple Two-Component Relativistic Hamiltonian With Size-Intensive Picture Change

本論文は、低コストかつ技術的に簡素な 1 電子 X2C の利点を保ちつつ、2 電子のピクチャーチェンジ効果を正確に記述することで大規模系や周期結晶への適用を可能にし、4 成分ディラック・ハートリー・フォック法に匹敵する精度を達成する「SAP-X2C」と呼ばれる新しい相対論的 2 成分ハミルトニアンの開発を報告しています。

Kshitijkumar A. Surjuse, Edward F. ValeevTue, 10 Ma🔬 physics

An Always-Accepting Algorithm for Transition Path Sampling

この論文は、過減衰確率力学系において提案された軌道を常に受理する一方通行の発射アルゴリズムと再重み付け手法を組み合わせることで、従来の手法では困難だった条件でのCO₂クラスレートハイドレートの形成反応経路を効率的にサンプリングできる新しい遷移経路サンプリング法を提案しています。

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

本論文は、分割コンフォーマル予測およびその Mondrian 変法を用いて分布フリーの保証付き不確実性を提供し、中性子星の物性方程式(EoS)の多タスク代理モデルを構築することで、質量や半径などの物理量の効率的かつ信頼性の高い推論を実現する手法を提案しています。

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

本研究は、多孔質媒体内の定常流れの予測において、従来の CFD に比べて最大 1000 倍の高速化を実現し、メッシュ不変性や物理情報損失関数の導入によりトポロジー最適化に極めて適した Fourier Neural Operator (FNO) が、AE や U-Net よりも優れた精度を示すことを明らかにしています。

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

本論文は、機械学習と電子構造理論の進展を組み合わせることで、標準的な密度汎関数理論を超えた高精度な結合クラスター理論(CCSD(T))を用いて、水溶液中の CaCO3_3イオン対の自由エネルギーを定量的に予測し、実験値と一致させることに成功したことを報告しています。

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

この論文は、物理的ダイナミクスがイジングマシンの特性に与える影響を解析し、振動子型イジングマシン(OIM)がバイスタブルラッチ型イジングマシン(BLIM)よりもエネルギー状態の選択的な不安定化を通じて、MaxCut 問題において一貫して高品質な解を提供することを示しています。

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

本論文は、物理法則を学習アーキテクチャに組み込んだ物理情報ニューラル演算子(PINO)に基づく AI サロゲートモデルを開発し、フェロ電気垂直 NAND のデータ保持特性を TCAD 計算に比べて 1 万倍以上高速かつ高精度に予測可能にしたことを報告しています。

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

この論文は、機械学習を用いて高精度な二電子縮約密度行列(2-RDM)を学習する枠組みを確立し、従来の第一原理計算では扱えない大規模な分子凝縮系(例:500 個の水分子に溶媒和されたグルコース)に対しても、ハートリー・フォック計算のコストで結合クラスターレベルの電子構造とエネルギーを予測可能にしたことを報告しています。

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

本論文は、従来の定常近似や均質化モデルでは捉えきれない過渡的な熱・機械的応力現象を解明し、早期設計段階で高信頼性のシミュレーションを可能にする GPU 加速型過渡電磁熱・機械連成ソルバーを提案し、大規模パッケージ設計におけるコスト削減と信頼性向上を実現するものである。

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

本論文は、回転・成層流を有する無限円筒領域における 3 次元ブーシネスク方程式を解くため、空間方向にフーリエ級数と変換された連成ルジャンドル多項式を用いた擬スペクトル法と、背景流の物理的共鳴特性を解析的に取り込んだ指数時間微分(ETD)法を組み合わせた半解析的手法を提案し、高速な背景運動に制約されずに不安定現象を効率的にシミュレーションできることを示しています。

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

本論文は、非線形発展方程式における次元縮小を抑制し、無限次元力学系において構造的複雑性とマルチスケール制御を維持するための幾何学的枠組み「共変マルチスケール負結合システム」を提案し、その数学的性質を証明するとともに数値検証を行ったものである。

Pengyue HouTue, 10 Ma🔬 physics

paces: Parallelized Application of Co-Evolving Subspaces, a method for computing quantum dynamics on GPUs

この論文は、GPU 向けに設計され、時間依存シュレーディンガー方程式に従って状態ベクトルと共進化するように動的に再構成される部分空間を用いて量子ダイナミクスを効率的に計算する「paces」という手法を提案し、ホリステルモデルを用いたベンチマークや行列積状態形式との比較を通じてその有効性を示すものである。

R. Kevin KessingTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Scaling Machine Learning Interatomic Potentials with Mixtures of Experts

本論文は、混合専門家(MoE)および混合線形専門家(MoLE)アーキテクチャを原子間ポテンシャルに適用し、共有専門家と非線形性の組み合わせ、および元素ごとのルーティング戦略が、化学的に解釈可能な専門分化を実現しながら、OMol25、OMat24、OC20M 各ベンチマークで最先端の精度を達成することを示しています。

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

Non-Markovian heat production in ultrafast phonon dynamics

この論文は、分子動力学シミュレーションを用いて非マルコフ的 phonon 動的を記述する微視的枠組みを確立し、超高速時間スケールにおける熱生産率の定量的な理解と、個々の phonon モードの動力学から熱力学的量を実験的に推定する可能性を示しています。

Fredrik Erikssonm Yulong Qiao, Erik Fransson, R. Matthias Geilhufe, Paul ErhartTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mes-hall