Interpolation and extrapolation of global potential energy surfaces for polyatomic systems by Gaussian processes with composite kernels
Notice bibliographique
Résumé
Gaussian process regression has recently emerged as a powerful, system-agnostic tool for building global potential energy surfaces (PES) of polyatomic molecules. While the accuracy of GP models of PES increases with the number of potential energy points, so does the numerical difficulty of training and evaluating GP models. Here, we demonstrate an approach to improve the accuracy of global PES without increasing the number of energy points. The present work reports four important results. First, we show that the selection of the best kernel function for GP models of PES can be automated using the Bayesian information criterion as a model selection metric. Second, we demonstrate that GP models of PES trained by a small number of energy points can be significantly improved by iteratively increasing the complexity of GP kernels. The composite kernels thus obtained maximize the accuracy of GP models for a given distribution of potential energy points. Third, we show that the accuracy of the GP models of PES with composite kernels can be further improved by varying the training point distributions. Fourth, we show that GP models with composite kernels can be used for physical extrapolation of PES. We illustrate the approach by constructing the six-dimensional PES for H$_3$O$^+$. For the interpolation problem, we show that this algorithm produces a global six-dimensional PES for H$_3$O$^+$ in the energy range between zero and $21,000$ cm$^{-1}$ with the root mean square error $65.8$ cm$^{-1}$ using only 500 randomly selected {\it ab initio} points as input. To illustrate extrapolation, we produce the PES at high energies using the energy points at low energies as input. We show that one can obtain an accurate global fit of the PES extending to $21,000$ cm$^{-1}$ based on 1500 potential energy points at energies below $10,000$ cm$^{-1}$.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».