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Inhalt des Buches:
Das Design von Molekülen und Materialien mit gewünschten Eigenschaften ist eine wichtige Voraussetzung für den technologischen Fortschritt in unserer modernen Gesellschaft. Dies erfordert sowohl die Fähigkeit, genaue mikroskopische Eigenschaften wie Energien, Kräfte und elektrostatische Multipole spezifischer Konfigurationen zu berechnen, als auch eine effiziente Abtastung potenzieller Energieflächen, um entsprechende makroskopische Eigenschaften zu erhalten. Werkzeuge, die dies ermöglichen, sind genaue Berechnungen nach den ersten Prinzipien, die auf der Quantenmechanik bzw. der statistischen Mechanik beruhen. Leider sind sie mit einem hohen Rechenaufwand verbunden, der Berechnungen für große Systeme und lange Zeitskalen verbietet und somit einen schwerwiegenden Engpass sowohl für die Durchsuchung des riesigen Raums chemischer Verbindungen als auch für die unglaublich vielen dynamischen Konfigurationen darstellt, die ein Molekül annehmen kann.
Um diese Herausforderung zu bewältigen, wurden in letzter Zeit verstärkt Anstrengungen unternommen, Quantensimulationen mit maschinellem Lernen (ML) zu beschleunigen. Diese entstehende interdisziplinäre Gemeinschaft umfasst Chemiker, Materialwissenschaftler, Physiker, Mathematiker und Informatiker, die ihre Kräfte bündeln, um zu dem aufregenden Thema des maschinellen Lernens und der KI für Moleküle und Materialien beizutragen.
Das Buch, das aus einer Reihe von Workshops hervorgegangen ist, bietet eine Momentaufnahme dieses sich rasch entwickelnden Bereichs. Es enthält Lehrmaterial, in dem die relevanten Grundlagen in Chemie, Physik und maschinellem Lernen erläutert werden, um interessierten Lesern einen leichten Einstieg zu ermöglichen. Darüber hinaus ist eine Reihe von Forschungsarbeiten enthalten, die den aktuellen Stand der Technik definieren. Das Buch besteht aus fünf Teilen (Grundlagen, Einbeziehung von Vorwissen, Deep Learning von atomistischen Repräsentationen, atomistische Simulationen und Entdeckung und Design), denen jeweils ein redaktioneller Kommentar vorangestellt ist, der die jeweiligen Teile in einen breiteren wissenschaftlichen Kontext stellt.
Weitere Daten des Buches:
| ISBN: | 9783030402440 |
| Autor: | |
| Verlag: | |
| Einband: | Taschenbuch |
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