Inverse molecular design and parameter optimization with Hückel theory using automatic differentiation
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Semi-empirical quantum chemistry has recently seen a renaissance with applications in high-throughput virtual screening and machine learning. The simplest semi-empirical model still in widespread use in chemistry is Hückel's $π$-electron molecular orbital theory. In this work, we implemented a Hückel program using differentiable programming with the JAX framework, based on limited modifications of a pre-existing NumPy version. The auto-differentiable Hückel code enabled efficient gradient-based optimization of model parameters tuned for excitation energies and molecular polarizabilities, respectively, based on as few as 100 data points from density functional theory simulations. In particular, the facile computation of the polarizability, a second-order derivative, via auto-differentiation shows the potential of differentiable programming to bypass the need for numeric differentiation or derivation of analytical expressions. Finally, we employ gradient-based optimization of atom identity for inverse design of organic electronic materials with targeted orbital energy gaps and polarizabilities. Optimized structures are obtained after as little as 15 iterations, using standard gradient-based optimization algorithms.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 découle