Physikgeschulte KI beschleunigt Materialentwicklung
Forscher der Technischen Universität Chalmers haben ein KI-Modell entwickelt, das in den Gesetzen der Physik geschult ist. Dies reduziert die Simulationszeit für digitale optische Komponenten auf ein Zehntel der bisherigen Dauer.
Forscher der Technischen Universität Chalmers (Chalmers University of Technology) haben eine neue Methode entwickelt, um die Entwicklung von nanophotonischen optischen Komponenten zu beschleunigen. Durch das Training eines neuronalen Netzwerkmodells mit einem grundlegenden Verständnis der Physik können sie rechenintensive Simulationen von Monaten auf Tage reduzieren.
Das Forschungsteam konzentriert sich auf die Nanophotonik, die Licht auf der Nanoskala manipuliert, um fortschrittliche optische Materialien zu schaffen. Diese können zu dünneren und effektiveren Linsen für Kameras und Brillen führen. Die Arbeit birgt auch Potenzial für die Quantencomputertechnologie, insbesondere bei der optischen Datenübertragung zwischen Quantenprozessoren.
Zuvor erforderte das Training von KI-Modellen für diese Simulationen eine umfangreiche Datengenerierung, wobei jeder Datenpunkt bis zu einer Stunde dauern konnte und Tausende von Simulationen notwendig waren. Dieser Prozess konnte einen ganzen Monat pro Trainingszyklus in Anspruch nehmen.
Der neue Ansatz, der die physikalischen Gesetze in den Lernprozess der KI integriert, reduziert die benötigte Datenmenge erheblich. Professor Philippe Tassin stellt fest, dass ihre Berechnungen nun ein Zehntel der bisherigen Zeit beanspruchen. Dies beschleunigt den Designzyklus für optische Komponenten und ermöglicht schnellere technologische Fortschritte.