论文题目:Ab initio solution of the many-electron Schrödinger equation with deep neural networks论文地址:https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.2.033429
提到“量子力学”,你可能感到困惑。这个词汇让人联想到薛定谔的猫,这只猫悖论般地既可以是活着的,也可以是死去的,还有那些既是粒子又是波的基本粒子。在量子系统中,像电子这样的粒子不像经典描述那样有一个确切的位置。相反,它的位置是由一个概率云描述的——它分布在所有可能存在的地方。这种反直觉的状态让理查德·费曼(Richard Feynman)宣称:“如果你认为你理解了量子力学,那你就不理解量子力学。” 尽管这种诡异的现象让人迷惑不解,但该理论的核心可以简化为几条简单的方程。其中最著名的是薛定谔方程,它在量子尺度上描述粒子的行为,正如牛顿运动定律描述我们熟悉的人类尺度下物体的行为一样。虽然对这个方程的解释可能会引发无尽的困惑,但其数学部分相对易于处理,这也促使教授们在面对学生尖锐的哲学提问时常常会说:“Shut up and calculate!”(“闭嘴,算就完了!”) 这些方程足以描述我们周围所有熟悉的物质在原子和原子核层次上的行为。它们的反直觉性质导致了各种奇异现象:超导体、超流体、激光和半导体的存在都是量子效应的结果。而即便是普通的共价键——化学的基本构成单元——也是电子量子相互作用的产物。 这些规则在 1920 年代被提出后,科学家们意识到他们第一次拥有了一个关于化学如何运作的详细理论。理论上,他们只需为不同的分子建立这些方程,计算出系统的能量,便可以知道哪些分子是稳定的,哪些反应会自发发生。然而,当他们实际着手计算这些方程的解时,发现他们只能精确地计算出最简单的原子(氢原子)的解,而几乎无法处理其他任何原子,它们都过于复杂。