物理学系 Lee Seunghun 教授团队提出基于物理学的策略 最大化学习效率

国立釜庆大学(校长 Bae Sanghun)物理学系 Lee Seunghoon 教授研究团队开发出一项基于机器学习的技术,能够在数十毫秒(ms)内快速而精确地分析超导体的特性。


Lee Seunghoon 教授与第一作者、硕士研究生 Lee Dongik 合作,将题为《Rapid analysis of point-contact Andreev reflection spectra via machine learning with physics-guided data augmentation》的论文发表在应用物理领域的世界级学术期刊(影响因子:9.7)上。

国立釜庆大学教授 Lee Seunghun。国立釜庆大学提供

国立釜庆大学教授 Lee Seunghun。国立釜庆大学提供

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该研究以物理学理解为基础,同时提出了最大化模型学习效率的策略,在学术界也获得了高度评价。


超导体是一种电阻为零的物质,被广泛应用于无能量损耗的电力传输、高磁场医疗设备(核磁共振成像)、量子计算机核心材料等多个领域。


近期随着 LK-99 争议以及高温超导体受到关注,以拓扑超导体(topological superconductor)为基础的下一代量子计算机研究日益活跃,能够快速且准确地区分各种类型超导体的技术,其重要性正大幅提升。


Lee Seunghoon 教授团队为提高用于超导体分析的点接触光谱法(point-contact spectroscopy)的准确度并大幅缩短分析时间,引入了机器学习技术。以往光谱分析往往需要数小时到数日,而此次开发的模型则能够在 0.1 秒以内完成高精度分析。


Lee Seunghoon 教授解释称:“人工智能模型的学习过程与教婴儿认识什么是猪很相似。反复给婴儿看突出猪鼻子等关键特征的图像,并告诉他‘这就是猪’,婴儿就会自然而然地意识到这些特征是判断‘猪’的重要线索。”

国立釜庆大学研究团队开发基于物理的AI超导体分析技术:“0.1秒完成超导体分析” View original image

Lee Seunghoon 教授研究团队大规模生成用于学习的理论光谱,并据此设计了学习模型。在物理学知识的基础上,通过额外学习经过人为扭曲、能够突出光谱核心特征的数据,最大化了模型的学习效果,并在包括分析精度在内的实际应用性能方面实现了突破性提升。

国立釜庆大学研究团队开发基于物理的AI超导体分析技术:“0.1秒完成超导体分析” View original image

Lee Seunghoon 教授表示:“本次研究不仅仅是缩短了分析时间,更重要的是提出了一种最大化机器学习效率的物理学驱动策略,因此具有更为重要的意义。”他还表示:“预计这项技术不仅将加速新的超导体研究,还可广泛应用于材料科学、医工学、传感器等多个领域的数据分析技术。”





本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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