The use of generative models to sample equilibrium distributions of many-body systems, as first demonstrated by Boltzmann Generators, has attracted substantial interest due to their ability to produce unbiased and uncorrelated samples in `one shot'. Despite their promise and impressive results across the natural sciences, scaling these models to large systems remains a major challenge. In this work, we introduce a Boltzmann Generator architecture that addresses this scalability bottleneck with a focus on applications in materials science. We leverage augmented coupling flows in combination with graph neural networks to base the generation process on local environmental information, while allowing for energy-based training and fast inference. Compared to previous architectures, our model trains significantly faster, requires far less computational resources, and achieves superior sampling efficiencies. Crucially, the architecture is transferable to larger system sizes, which allows for the efficient sampling of materials with simulation cells of unprecedented size. We demonstrate the potential of our approach by applying it to several materials systems, including Lennard-Jones crystals, ice phases of mW water, and the phase diagram of silicon, for system sizes well above one thousand atoms. The trained Boltzmann Generators produce highly accurate equilibrium ensembles for various crystal structures, as well as Helmholtz and Gibbs free energies across a range of system sizes, able to reach scales where finite-size effects become negligible.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员