Kuantum fiziğinin en zorlu problemlerinden biri olan çok elektronlu sistemlerin davranışını anlamak, bilim insanları için uzun yıllardır büyük bir meydan okuma oluşturuyor. Araştırmacılar bu zorluğu aşmak için QERNEL adlı devrim niteliğinde bir yapay zeka modeli geliştirdi.
QERNEL, çok elektronlu Hamilton operatörlerinin tüm parametre uzayında temel durumlarını tek bir model ile çözebilen bir sinir ağı dalgafonksiyonu olarak tasarlandı. Model, FiLM tabanlı parametre koşullandırma tekniği ile uzman karışımı ve gruplu-sorgu dikkat mekanizmalarını birleştirerek, düşük hesaplama maliyetiyle yüksek ifade gücü elde ediyor.
Araştırma ekibi, QERNEL'i yarıiletken moiré heterokatmanlarındaki etkileşen elektronlar üzerinde test etti ve 150 elektrona kadar büyük sistemler için tek bir ağırlık paylaşımlı model eğitti. Model, moiré potansiyel derinliğine bağlı olarak çok elektronlu Schrödinger denklemini çözerek, hem kuantum sıvı hem de kristal durumlarını yakalayabildi.
En dikkat çekici bulgulardan biri, QERNEL'in bu durumlar arasındaki keskin faz geçişini keşfetmesi oldu. Bu geçiş, etkileşim enerjisi ve yük yoğunluğundaki ani değişikliklerle karakterize ediliyor. Çalışma, moiré kuantum malzemeleri için bir temel model oluşturuyor ve kuantum malzeme biliminde ölçeklenebilir bir mimari sunuyor.