เครื่องมือแมชชีนเลิร์นนิงที่เรียกว่าแผนที่การแพร่กระจายได้ถูกนำมาใช้เพื่อระบุการเปลี่ยนเฟสทอพอโลยีในข้อมูลการทดลอง การวิจัยดำเนินการซึ่งรายงานผลของพวกเขาในจดหมายทบทวนทางกายภาพ วิธีการของพวกเขาไม่จำเป็นต้องมีความรู้มาก่อนเกี่ยวกับระบบ และพบการเปลี่ยนเฟสในข้อมูลที่ไม่ได้คาดการณ์ไว้โดยทฤษฎีปัจจุบัน วิธีการของพวกเขาสามารถช่วยวิเคราะห์ข้อมูลจากการทดลองควอนตัม
หลายตัว
ที่ซับซ้อนและปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับขั้นตอนทอพอโลยี การเพิ่มเฟสของสสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซที่คุ้นเคยเมื่อเร็วๆ นี้ เฟสโทโพโลยีมีลักษณะที่ไม่ใช่เฉพาะที่ซึ่งทำให้ทั้งน่าสนใจและท้าทายในการตรวจจับ ซึ่งเป็นหนึ่งในหัวหน้านักวิจัยของงานนี้ ใช้การเปรียบเทียบ
ของพายุทอร์นาโด: ไม่มีใครบอกได้ว่าพายุทอร์นาโดเป็นกระแสน้ำวนขนาดใหญ่ที่หมุนวนจากส่วนเล็กๆ ของมัน โดยปกติแล้วเฟสของโทโพโลยีจะถูกระบุโดยการศึกษาวิวัฒนาการเฉพาะของสถานะขอบของระบบ ซึ่งจำเป็นต้องเข้าถึงส่วนสำคัญของวัสดุ หรือ นักวิจัยหลักคนอื่น ๆ ในโครงการ
อธิบายว่าอัลกอริทึม นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งในการตรวจจับลายเซ็นที่ไม่อยู่ในท้องถิ่นของเฟสทอพอโลยี ด้วยจุดข้อมูลทดลองชุดหนึ่ง จะตรวจสอบพื้นที่ใกล้เคียงในท้องถิ่นของจุดหนึ่งเพื่อค้นหาจุดที่อยู่ใกล้เคียง และค่อยๆ ขยายออกเพื่อค้นหาความสัมพันธ์กับจุดที่ดูห่างกัน
โมเดลฮัลเดน นักวิจัยได้ทดสอบวิธีการของพวกเขาโดยใช้ข้อมูลจำลองจากระบบที่มีการเปลี่ยนเฟสที่รู้จัก ซึ่งเรียกว่าแบบจำลอง Haldane เป็นระบบระแนงหกเหลี่ยมที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดและเพื่อนบ้านถัดไปที่ใกล้ที่สุด ซับแลตทิชรูปสามเหลี่ยมสองอันของมันสามารถเซในพลังงานได้
เมื่อจำนวนของการส่ายผ่านค่าวิกฤต ระบบจะผ่านการเปลี่ยนเฟสจากเฟสโทโพโลยีไปเป็นเฟสปกติ
เพื่อทดสอบความสามารถของแผนที่การแพร่กระจาย พวกเขาใช้การกระตุ้นด้วยสถานะจำนวนมากแทนการกระตุ้นที่ขอบ ตำแหน่งการเปลี่ยนเฟสในพื้นที่พารามิเตอร์ที่พบโดยแผนที่การแพร่กระจายตรง
กับตำแหน่ง
ทางทฤษฎี การใช้สถานะจำนวนมากสำหรับการตรวจจับจะมีประโยชน์สำหรับระบบที่ไม่มีขอบที่กำหนดไว้อย่างดี เช่น เมฆอะตอมเย็นหรือระบบที่ขอบเข้าถึงหรือควบคุมได้ยาก พวกเขายังตรวจสอบระบบโดยใช้เพียง เดียวของระบบเพื่อแสดงว่าขั้นตอนนี้ทำงานได้แม้จะมีข้อมูลจำกัด
หลังจากการเรียกใช้ข้อมูลจำลอง นักวิจัยใช้ข้อมูลจริงจากการทดลองท่อนำคลื่นคู่ เมื่อไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับระบบหรือแหล่งกำเนิดเสียงรบกวน อัลกอริทึมของพวกเขาสามารถค้นหา “จุดสูงสุด” ในข้อมูลได้ ซึ่งเป็นลายเซ็นที่มีการเปลี่ยนเฟสเกิดขึ้น พวกเขายังสังเกตเห็นยอดที่อ่อนกว่าซึ่งเกี่ยวข้อง
กับการเปลี่ยนเฟสอื่นที่ไม่ได้อธิบายไว้ในแบบจำลองทางทฤษฎี ด้วยข้อมูลเชิงลึกนี้ นักวิจัยสามารถระบุกระบวนการที่มีลำดับสูงกว่าซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนั้น เครื่องมือแมชชีนเลิร์นนิงยังช่วยนักวิจัยในการตีความข้อมูลจำนวนมากที่เกิดจากการทดลองสมัยใหม่ด้วยอิสระหลายระดับ วิธีการแผนที่
การแพร่กระจายเป็นอัลกอริธึมการเรียนรู้ที่หลากหลายซึ่งพยายามค้นหาการแสดงข้อมูลในมิติที่ต่ำกว่า ตัวอย่างง่ายๆ ของการลดมิติคือเส้นที่วาดบนระนาบ 2 มิติ ในขณะที่ดูเหมือนว่าต้องใช้พิกัดสองพิกัดเพื่อระบุจุดบนเส้น แต่ในความเป็นจริงแล้วเป็นเพียงวัตถุ 1 มิติหรือ “หลากหลาย” ที่ฝังอยู่ใน 2 มิติ ช่องว่าง.
ถนนข้างหน้าเฟสทอพอโลยีกำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในสสารควบแน่นและระบบออปติคัล เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แข็งแกร่ง ในขั้นตอนเหล่านี้ คุณสมบัติบางอย่างเช่นการขนส่งที่ขอบหรือการนำไฟฟ้ายังคงไม่ได้รับผลกระทบแม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของระบบ
หรือทำให้เกิดความไม่สมบูรณ์และความผิดปกติประเภทอื่นๆในอดีต นักวิทยาศาสตร์ได้ลองใช้โครงข่ายประสาทเทียมหรือวิธีการเรียนรู้แบบไม่มีผู้ดูแลเพื่อระบุการเปลี่ยนเฟสในข้อมูลการทดลอง แต่วิธีการเหล่านี้ต้องการข้อมูลที่ฝึกได้หรือความรู้เกี่ยวกับการตั้งค่าการทดลอง ในทางกลับกัน
วิธีแผนที่การแพร่กระจายไม่จำเป็นต้องมีความรู้ใดๆ มาก่อน และได้รับการออกแบบมาโดยเนื้อแท้แล้วเพื่อแยกคุณลักษณะที่ไม่ใช่เฉพาะที่ในข้อมูลนักวิจัยพบว่าผลลัพธ์ที่ได้มีแนวโน้มดีมาก “ฉันคิดว่ามันสำคัญมากที่จะหารือเกี่ยวกับวิสัยทัศน์และความประหลาดใจ” Segev ให้ความเห็น “[เราต้องการ]
ให้สามารถ
เดินไปรอบ ๆ แผนกฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยหรือเยี่ยมชมศูนย์วิจัยทางอุตสาหกรรมใด ๆ แล้วคุณจะพบว่าคอมพิวเตอร์ถูกใช้งานอย่างเป็นธรรมชาติและเป็นปกติเหมือนการหายใจ คอมพิวเตอร์ใช้ในการวิเคราะห์และแสดงภาพข้อมูล สื่อสารผลลัพธ์ ดำเนินการทดลอง และตรวจสอบอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์ยังใช้
ในการสร้างแบบจำลองปรากฏการณ์ใหม่และออกแบบอุปกรณ์ใหม่ ไม่ต้องพูดถึงงบประมาณ จัดการกับงานเอกสาร และแลกเปลี่ยนอีเมล คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญและหลากหลายในการพัฒนาฟิสิกส์ การส่งมอบเนื้อหาหลักสูตรเพิ่มเติมในซีดีรอมหมายความว่านักเรียนสามารถเข้าถึงตัวอย่าง การอ่าน
รูปภาพ และข้อมูลได้มากขึ้น นักเรียนจะได้รับเครื่องมือต่างๆ เช่น ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง และซอฟต์แวร์วิเคราะห์ภาพและสัญญาณที่ยกตัวอย่างการใช้คอมพิวเตอร์ในวิชาฟิสิกส์ คำถามหรือชิ้นส่วนของการอ่านอาจต้องการให้นักเรียนใช้แบบจำลองหรือการจำลอง ในขณะที่คำถามที่ต้องการ
การวิเคราะห์ข้อมูลสามารถดำเนินการได้ทันที ครูมีซีดีรอมที่ปรับปรุงแล้วพร้อมคำแนะนำที่เสนอเส้นทางผ่านสื่อการสอนและคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีใช้งาน ในอดีตคู่มือดังกล่าวเป็นไฟล์กระดาษหนาและมีราคาแพงซึ่งมักจะขาดอยู่บนชั้นวางเนื่องจากขาดความสามารถในการปรับเปลี่ยน แต่ครูฟิสิกส์ขั้นสูง
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
