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High-performance training and inference for deep equivariant interatomic potentials

delete2026-03-27
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delete
OA
AI
C
Chuin Wei Tan
M
Marc Descoteaux
M
Mit Kotak
G
Gabriel de Miranda Nascimento
S
Seán R. Kavanagh
L
Laura Zichi
M
Menghang Wang
A
Aadit Saluja
Y
Yizhong R. Hu
T
Tess Smidt
A
Anders Johansson
W
William C. Witt
B
Boris Kozinsky *
A
Albert Musaelian *
DOI:10.1039/D5DD00423Cdelete
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摘要

摘要

En 中文
机器学习原子间势能;特别是基于深度等变神经网络的那些;已在分子动力学和高通量筛选等原子级建模任务中展现出顶尖的准确性和计算效率。数据集的规模和下游工作流程的需求正快速增长;这使得稳健且可扩展的软件变得至关重要。本研究对NequIP框架进行了重大改版,重点关注多节点并行、计算性能和可扩展性。重新设计的框架支持在大数据集上的分布式训练,并消除了阻碍在训练时充分利用PyTorch 2.0编译器的障碍。我们通过在有机分子系统SPICE 2数据集上训练Allegro模型的一个案例研究展示了这种加速。对于推理,我们引入了首个端到端的基础设施,该设施使用PyTorch Ahead-of-Time Inductor编译器处理机器学习原子间势能。此外,我们为Allegro模型中最昂贵的操作——张量积——实现了自定义内核。这些进步共同将分子动力学计算在具有实际相关性的系统规模上的速度提升了5到18倍。
Keyword:
machine learning interatomic potentials
deep equivariant neural networks
molecular dynamics
PyTorch 2.0
Allegro model

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