Yapay Zekâ ve Kuantum Mekaniği*
Kuantum Mekaniği terimi size tanıdık geliyor mu? Fizik ile aranız nasıl bilmiyorum ama yapay zekâ bu işe de merak salmış gibi görünüyor. Eğitilen yapay zekâ, moleküler dalga fonksiyonlarını ve moleküllerin elektronik özelliklerini tahmin etmek için kullanılabilir.
Warwick Üniversitesi, Berlin Teknik Üniversitesi ve Lüksemburg Üniversitesi bünyesinde oluşturulan bir araştırmacı grup tarafından geliştirilen bu yenilikçi yapay zekâ yöntemi, ilaç moleküllerinin veya bu alanda üretimi planlanan yeni malzemelerin tasarımını hızlandırmak amacıyla kullanıma sunulabilir.
Yapay zekâ ve makine öğrenimi algoritmaları, satın alma davranışımızı tahmin etmek ve yüzlerimizi veya el yazımızı tanımak için hâlihazırda kullanılıyor. Bunun yanında yapay zekâ, bilimsel araştırmalar ve bilimsel keşiflerde faydalanılmak üzere kendini eğitiyor ve bunu yaparken birçok sektörde çok önemli bir konuma geliyor.
Kimya alanında faydalanılmak için geliştirilen yapay zekâ algoritmaları, kuantum sistemleri üzerine gerçekleştirilen deneylerin veya simülasyonların sonuçlarını tahmin etmede oldukça başarılı. Tabii bunu başarmak için yapay zekâya eğitimine sistematik olarak fiziğin temel yasalarını dâhil etmek gerekiyor.
Warwick Üniversitesi tarafından yönlendirilen ve yönetilen kimyacıların, fizikçilerin, bilgisayar mühendislerinin ve Lüksemburg Üniversitesi ile Berlin Teknik Üniversitesinden derlenen ekiplerin de dâhil olduğu disiplinler arası bir grup, moleküllerin tüm özelliklerini ve dalga fonksiyonlarını belirleyebilen ayrıca moleküllerin kuantum durumlarını tahmin edebilen bir makine öğrenmesi yöntemi geliştirdi.
Nature Communications’da yayınlanan ‘Unifying Machine Learning and Quantum Chemistry With A Deep Neural Network For Molecular Wavefunctions’ adlı makalede, geliştirilen yapay zekânın, kuantum mekaniğinin temel denklemlerini çözmeyi öğrenerek yukarıda bahsettiğimiz tahminleri yapabildiği detaylı bir şekilde anlatılıyor.
Bu denklemleri geleneksel yöntemler kullanarak çözmek, tıbbi ve endüstriyel uygulamaları hayata geçirmek amacıyla yapılan yeni araştırmalar için yüksek performanslı bilgisayarlara ihtiyaç duymamıza sebep olur. Tahmin edeceğiniz üzere bu da yüksek maddi külfetler getiren ve zaman alan bir işe dönüşür.
Peki, bütün bu zahmeti çekmek gerçekten gerekli mi? Bahsetmekte olduğumuz yeni geliştirilen yapay zekâ algoritması, yüksek maliyetli teknik cihazlara olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor. Algoritma sayesinde bir dizüstü bilgisayar veya cep telefonu kullanarak saniyeler içinde doğru tahminlere ulaşabileceğimiz noktadayız.
Warwick Üniversitesi Kimya Bölümünden Dr. Reinhard Maurer konu ile alakalı olarak şu yorumları yapıyor:
“Dalga fonksiyonlarının şeklini ve davranış biçimlerini belirleyebilmek amacıyla, yeterince esnek ve kullanılabilir yapay zekâ algoritması geliştirebilmek üzere Bilgisayar Bilimi alanında, aynı zamanda kimyasal kuantum verilerini işlemek ve yeterli verimi alabilmek için Kimya ve Fizik alanlarında üç yıllık ortak bir ARGE çalışması yapıldı.”
Araştırma ekibi, “Kuantum Fiziğinde Makine Öğrenmesi” başlığı altında, Kaliforniya Üniversitesi-Los Angeles Yerleşkesi himayesinde işlerliğini sürdüren Saf ve Uygulamalı Matematik Enstitüsünde düzenlenen üç aylık bir burs programı vasıtasıyla bir araya getirildi
Berlin Teknik Üniversitesi Yazılım Mühendisliği ve teorik Bilgisayar Bilimleri Enstitüsü’nden Prof. Dr. Klaus Robert-Muller yapılan çalışmayı şu sözleriyle açıkladı:
“Bu disiplinler arası çalışma, yapay zekâ yöntemlerinin/algoritmalarının, gerçekleştirilmesi oldukça zor olarak kabul edilen kuantum moleküler simülasyonların, verimli bir şekilde meydana getirebileceğini göstermesi açısından oldukça önemlidir ve ciddi manada iyi bir ilerlemedir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, yapay zekâ algoritmaları, hesaplama kimyası ve moleküler fizikte bilimsel keşif sürecinin önemli bir parçası olarak kendilerini konumlandıracaktır.”
Son olarak Lüksemburg Üniversitesi Fizik ve Malzeme Araştırmaları Bölümünden Profesör Dr. Alexandre Tkatchenko:
“Bu çalışma, bir molekülün hem elektronik hem de yapısal özelliklerinin, istenen uygulama kıstaslarında elde edilebilmesi için aynı anda ayarlanabileceği yeni bir bileşik tasarım aşaması sağlıyor” sözleriyle çalışmaya dair fikirlerini dile getirdi.
Kaynakça
- www.sciencedaily.com/
- warwick.ac.uk/
- www.ipam.ucla.edu/
- www.nature.com/
*Okumuş olduğunuz metin "sciencedaily.com" adresinde yayımlanan "Artificial İntelligence Algorithm Can Learn The Laws Of Quantum Mechanics" isimli haber metninin özgün çevirisidir.
