Small-cell-based fast active learning of machine learning interatomic potentials
Notice bibliographique
Résumé
Machine learning interatomic potentials (MLIPs) are often trained with on-the-fly active learning, where sampled configurations from atomistic simulations are added to the training set. However, this approach is limited by the high computational cost of ab initio calculations for large systems. Recent works have shown that MLIPs trained on small cells (1–8 atoms) rival the accuracy of large-cell models (100s of atoms) at far lower computational cost. Herein, we refer to these as small-cell and large-cell training, respectively. In this work, we iterate on earlier small-cell training approaches and characterize our resultant small-cell protocol. Potassium and sodium-potassium systems were studied: the former, a simpler system benchmarked in detail; the latter, a more complex binary system for further validation. Our small-cell training approach achieves up to two orders of magnitude of cost savings compared to large-cell (54-atom) training, with some training runs requiring fewer than 120 core-hours. Static and thermodynamic properties predicted using the MLIPs were evaluated, with small-cell training in both systems yielding strong ab initio agreement. Small cells appear to encode the necessary information to model complex large-scale phenomena—solid-liquid interfaces, critical exponents, diverse concentrations—even when the training cells themselves are too small to accommodate these phenomena. Based on these tests, we provide analysis and recommendations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».