Dette skriptet omhandler prosjektet “The Energy of a Quantum Physical Two-Body System” utført i forbindelse med emnet DATA3750 (Anvendt kunstig intelligens og data science prosjekt) femte semester på dataingeniør-linjen ved OsloMet.

Skriptet vil, for gitte kvantesystemer med opptil to partikler, estimere grunntilstanden ved å minimere energien med gradient descent. Beregningene kan visualiseres med plott.

Input-parametere mates inn ved hjelp av config-filen som liger i mappen quantum_energy. Du kan endre verdiene direkte i filen. Husk å lagre for å kjøre skriptet med de oppdaterte verdiene.

[PARAMS]
# One particle and two particle parameters
x0 = 3
a = 4
# Optional parameter for one particle
#b = 1

[TWO-PARTICLE]
# Interaction term for two-particle system
w0 = 1

[NUMERICS]
# Lenght of interval
L = 20
# Number of subintervals
N = 500
# Learning rate for gradient descent algorithm
lr = 0.5
# Maximum number of iterations in gradient descent
max_iter = 15000

[CONFIGURATION]
plot = True
function = func1
num_particles = 1
interactive = True

• x0, a: Verdier du ønsker å gjette på for x_0 og a/sigma.
• b: valgfritt tredje parameter for estimat med én partikkel
• w_0: Vekselvirking for systemer med to partikler
• L: Lengden på intervallet
• N: Antall subintervall
• lr: læringsraten til gradient descent algoritmen
• max_iter: Maks antall iterasjoner i gradient descent
• plot: Skriv True om du ønsker plott, False om du ikke ønsker plott
• function: Velg blant func1 og func2 (se beskrivelse nedenfor)
• num_particles: Her velger du om du ønsker estimering for én eller to partikler. b-parameteren må kommenteres ut ved to partikler.
• interactive: Om du ønsker å plotte flere stier kan du sette til True. Du får da mulighet til å gjette på (og plotte) så mange parametere du ønsker. Sett til False om du ikke ønsker dette.

Når argumentene i config-filen er justert kan du kjøre skriptet fra kommandolinjen.

python -m quantum_energy

func1: V(x)=(1/2)x^2
func2: V(x)=1−exp(-(1/2)x^2)

Skriptet krever Python 3.8 eller senere. Det er ikke testet på tidligere versjoner av Python. Du kan sjekke hvilken versjon du har med kommandoen:

python --version

For å installere Python gå til Python hjemmeside.
Om du bruker Linux kan du installere direkte fra terminalen ved å skrive:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install python3.8

Skriptet importerer følgende biblioteker:

• NumPy
  NumPy kan installeres med Python package manager, pip, ved å skrive inn følgende kommando:

pip install numpy

• Matplotlib
  Matplotlib kan installeres med pip ved å skrive inn følgende kommando:

pip install matplotlib

• Alternativt kan du installere alle avhengigheter ved å skrive:

pip install -r requirements.txt

Diedrik Leijenaar Oksnes, s181138, [email protected]
Sebastian Overskott, s331402, [email protected]
Aleksander Røv, s187428, [email protected]
Vegard Müller, s150315, [email protected]

Kildekoden i dette prosjektet er lisensert under MIT-lisensen. Les mer under filen LICENSE.md