分子与材料科学中的学习与建模课程详细信息

课程号 00137250 学分 2
英文名称 Learning and Modeling in Molecular and Materials Science
先修课程 微积分、线性代数,以及下列课程之一:量子力学/计算物理/计算化学/统计力学/分子动力学/计算材料科学/机器学习
中文简介 物理建模和机器学习的最新进展为分子和材料科学领域的发展提供了很多新的机会。我们将介绍和讨论其中的一些例子。这些例子来自量子化学、密度泛函理论、分子动力学、粗粒化模型、计算材料科学等。除了相关的基本理论之外,我们将特别关注将机器学习用于物理建模过程中的指导原则,以及学习和建模如何在相关问题中相辅相成。此外,我们将提供有关机器学习和分子动力学的上机实习。
英文简介 We introduce emerging opportunities in molecular and materials science due to the recent development of physical modeling and machine learning. Examples from various fields, including quantum chemistry, density functional theory, molecular dynamics, coarse-grained models, computational materials science, etc., will be given. Besides basic theories behinds these examples, special attention will be paid to the guiding principle of how one uses machine learning to boost the power of physics modeling, and how learning and modeling interplay in related problems. Hands-on sessions on machine learning and molecular dynamics will be offered.
开课院系 数学科学学院
通选课领域  
是否属于艺术与美育
平台课性质  
平台课类型  
授课语言 中英双语
教材 无;
无,
参考书
教学大纲 近年来机器学习的发展正在改变着分子与材料科学的传统研究范式。相关问题的研究与推进为科学和产业的发展带来了很多新的机会,但也更大程度地要求学生具备跨学科知识结构:数理基础、专业背景、机器学习三者需要更有机地结合起来。本课程希望通过介绍相关的基础知识和一线科研,让学生了解这些新的机会及其背后的数学原理,启发学生用学习与建模结合的新思路解决相应领域中的难题。此外,本课程也将格外注重实践和解决问题。选课学生需要选择自己感兴趣的方向,从代码底层理解相关的理论与算法,并在选课期间完成自己选定的课程研究项目。
Overview: Emerging chances in machine learning and Molecular/Materials Modeling (2)
Basics of Statistical Mechanics (2)
Basics of Machine Learning (2)
Modeling: Molecular Dynamics (2)
Learning: Potential Energy Surface (2)
Modeling: Phase Transition (2)
Learning: Free Energy Calculation (2)
Basics of Quantum Mechanics (2)
Learning and Modeling in Quantum Monte Carlo Methods (2)
Learning and Modeling in Quantum Chemistry (2)
Learning and Modeling in Density Functional Theory (2)
Data Exploration and Active Learning (2)
Select applications in Molecular Science (2)
Select applications in Materials Science (2)
Hands-On Practice: Machine Learning (2)
Hands-On Practice: Molecular Dynamics (2)
课堂讲授
上机作业共三个,占比30%;
课程期末报告占比70%。
教学评估 鄂维南:
学年度学期:18-19-3,课程班:分子与材料科学中的学习与建模1,课程推荐得分:null,教师推荐得分:null,课程得分分数段:80及以下;