npj Computational Materials· 2026Q1
Malzemelerdeki elektronik yapı verilerinde şaşırtıcı derecede yüksek yedeklilik, düşük içsel boyutluluk ile açıklanıyor
Surprisingly high redundancy in electronic structure data across materials explained by low intrinsic dimensionality
- 4atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Elektronik yapı veri kümeleri, düşük içsel boyutluluk nedeniyle, tahmin doğruluğunda minimum kayıpla 100 kata kadar azaltılabilir, bu da önemli veri yedekliliğini ortaya koymaktadır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Elektronik yapı veri kümeleri, çeşitli malzeme sistemlerinde yüksek yedeklilik göstermektedir.
- Bu yedeklilik, verinin düşük içsel boyutluluğu ile açıklanmaktadır.
- Kapsama dayalı bir budama stratejisi, veri kümesi boyutunu 100 kata kadar ve eğitim süresini >3 kat azaltmıştır.
- Minimum veri kümeleri kimyasal doğruluğu ve model genelleştirilebilirliğini korur.
- Temel bilgi, düşük boyutlu, doğrusal olmayan bir manifold üzerinde yer alır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Abstract Machine learning (ML) models for electronic structure typically rely on large datasets generated by computationally expensive Kohn-Sham density functional theory calculations, as it is not known a priori which portions of the data are essential for accurate learning. Here, we reveal significant redundancies in electronic structure datasets across diverse material systems and attribute them to the low intrinsic dimensionality of the underlying data. We show that even random pruning can substantially reduce dataset size with minimal degradation in predictive accuracy. Moreover, a state-of-the-art coverage-based pruning strategy that samples data across all learning difficulties almost always preserves chemical accuracy and maintains model generalizability while using up to two orders of magnitude less data and reducing training time by a factor of three or more. We further demonstrate that the essential electronic structure information lies on a low-dimensional, non-linear manifold, providing a potential geometric explanation for the observed prunability. These observations are consistent with the predominance of local atomic environments in determining electronic properties, as suggested by nearsightedness arguments, and indicate that large-scale datasets may contain highly overlapping information. Our findings challenge the prevailing assumption that such extensive datasets are necessary for accurate ML-based electronic structure predictions and open a path toward identifying minimal, representative datasets for each material class.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. npj Computational Materials, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Malzeme Kimyası
Materials ChemistryMaterials Science