清華大學(xué)鄧東靈研究組應(yīng)用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)非厄米拓?fù)湫蚓垲?/h2>時(shí)間：2021-06-24 12:44:02學(xué)院：交叉信息研究院學(xué)校：清華大學(xué)清華大學(xué)鄧東靈研究組應(yīng)用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)非厄米拓?fù)湫蚓垲?/h4>
2021年06月17日 瀏覽次數(shù): 0
? ? ? ?近日，清華大學(xué)交叉信息研究院鄧東靈研究組在機(jī)器學(xué)習(xí)物質(zhì)相領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次揭示了非厄米拓?fù)湮飸B(tài)中的趨膚效應(yīng)對(duì)無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法的影響，并利用無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)非厄米拓?fù)湎嗟木垲愖R(shí)別。該成果論文《Unsupervised Learning of Non-Hermitian Topological Phases（無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)非厄米拓?fù)湎啵方瞻l(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）。
? ? ? 非厄米趨膚效應(yīng)是僅存在于非厄米物態(tài)中的一種重要物理效應(yīng)，即開(kāi)放邊界下的體態(tài)均局域在邊界處。其對(duì)于研究非厄米拓?fù)湮镔|(zhì)的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系十分重要。由于趨膚效應(yīng)的存在，系統(tǒng)在開(kāi)放邊界條件與周期邊界條件下的相變點(diǎn)并不一致，故其打破了通常的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要引入廣義的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系。因而相較于厄米體系，非厄米體系的拓?fù)湎嗑哂懈鼮樾缕娴男再|(zhì)。
? ? ? ?如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行拓?fù)鋺B(tài)物質(zhì)的分類是近年來(lái)的熱門話題。相較于監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)，無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需提前獲取物質(zhì)所處的相的信息，因而后者通常被認(rèn)為更具應(yīng)用潛力。最近，一種無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法（擴(kuò)散映射）被有效應(yīng)用于拓?fù)湎喾诸?，但是其無(wú)法直接適用于存在趨膚效應(yīng)的非厄米拓?fù)湎到y(tǒng)。鄧東靈課題組通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在利用無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法分類非厄米拓?fù)湎嗟倪^(guò)程中，非厄米趨膚效應(yīng)起到了阻礙作用。該論文提出了一種解析的方法，研究如何克服非厄米趨膚效應(yīng)對(duì)于無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法的影響，特別是如何利用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)對(duì)開(kāi)邊界下非厄米模型的拓?fù)湎噙M(jìn)行分類。
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圖1：存在趨膚效應(yīng)的條件下，利用擴(kuò)散映射對(duì)非厄米拓?fù)湎噙M(jìn)行分類的示意圖。
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? ? ? ?研究結(jié)果表明，趨膚效應(yīng)將導(dǎo)致不能把非厄米體系的整體投影矩陣作為無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法的輸入數(shù)據(jù)。對(duì)于開(kāi)邊界條件下的非厄米拓?fù)淠Ｐ?，文章證明了選取其相應(yīng)投影矩陣的部分元素做為學(xué)習(xí)算法的輸入數(shù)據(jù)，即可成功實(shí)現(xiàn)非厄米拓?fù)湎嗟姆诸悾ㄒ?jiàn)圖1所示）。此研究成果解析證明了非厄米趨膚效應(yīng)對(duì)于無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法的影響，對(duì)進(jìn)一步研究機(jī)器學(xué)習(xí)與非厄米拓?fù)湎喾诸愔g的關(guān)系，在理論及實(shí)驗(yàn)方面均有重要的指導(dǎo)意義。
? ? ?該論文通訊作者為鄧東靈助理教授。交叉信息研究院博士后于立偉為論文第一作者。此項(xiàng)目得到了清華大學(xué)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，國(guó)家自然科學(xué)基金，以及上海期智研究院的支持。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.240402
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com
清華大學(xué)鄧東靈研究組應(yīng)用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)非厄米拓?fù)湫蚓垲?/h4>
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? ? ? ?近日，清華大學(xué)交叉信息研究院鄧東靈研究組在機(jī)器學(xué)習(xí)物質(zhì)相領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次揭示了非厄米拓?fù)湮飸B(tài)中的趨膚效應(yīng)對(duì)無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法的影響，并利用無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)非厄米拓?fù)湎嗟木垲愖R(shí)別。該成果論文《Unsupervised Learning of Non-Hermitian Topological Phases（無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)非厄米拓?fù)湎啵方瞻l(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）。
? ? ? 非厄米趨膚效應(yīng)是僅存在于非厄米物態(tài)中的一種重要物理效應(yīng)，即開(kāi)放邊界下的體態(tài)均局域在邊界處。其對(duì)于研究非厄米拓?fù)湮镔|(zhì)的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系十分重要。由于趨膚效應(yīng)的存在，系統(tǒng)在開(kāi)放邊界條件與周期邊界條件下的相變點(diǎn)并不一致，故其打破了通常的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要引入廣義的體邊對(duì)應(yīng)關(guān)系。因而相較于厄米體系，非厄米體系的拓?fù)湎嗑哂懈鼮樾缕娴男再|(zhì)。
? ? ? ?如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行拓?fù)鋺B(tài)物質(zhì)的分類是近年來(lái)的熱門話題。相較于監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)，無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需提前獲取物質(zhì)所處的相的信息，因而后者通常被認(rèn)為更具應(yīng)用潛力。最近，一種無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法（擴(kuò)散映射）被有效應(yīng)用于拓?fù)湎喾诸?，但是其無(wú)法直接適用于存在趨膚效應(yīng)的非厄米拓?fù)湎到y(tǒng)。鄧東靈課題組通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在利用無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法分類非厄米拓?fù)湎嗟倪^(guò)程中，非厄米趨膚效應(yīng)起到了阻礙作用。該論文提出了一種解析的方法，研究如何克服非厄米趨膚效應(yīng)對(duì)于無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法的影響，特別是如何利用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)對(duì)開(kāi)邊界下非厄米模型的拓?fù)湎噙M(jìn)行分類。
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圖1：存在趨膚效應(yīng)的條件下，利用擴(kuò)散映射對(duì)非厄米拓?fù)湎噙M(jìn)行分類的示意圖。
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? ? ?該論文通訊作者為鄧東靈助理教授。交叉信息研究院博士后于立偉為論文第一作者。此項(xiàng)目得到了清華大學(xué)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，國(guó)家自然科學(xué)基金，以及上海期智研究院的支持。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.240402
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