---
title: "Kemia na vifaa · Uigaji · Dhana ya Uigaji"
url: https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/chemistry-materials
description: "Elektroni, vifungo, viowevu, fuwele na kuvunjika: tabia ya maada kabla ya kutengenezwa. Sehemu ya uainishaji wa uigaji ambao watu wanauendesha kwa kweli."
license: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
credit: "Ross Allan Dahl, Dhana ya Uigaji (simulation-hypothesis.com)"
---

[Uigaji](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations)fani 4 kati ya 18

# Kemia na vifaa

Elektroni, vifungo, viowevu, fuwele na kuvunjika: tabia ya maada kabla ya kutengenezwa.

Nyenzo na miitikio vinaweza kuigwa kabla ya kutengenezwa: elektroni kwa kemia, atomi kwa mekaniki, chembe kwa muundo mdogo. Kemia ya kikokotozi ni mojawapo ya watumiaji wakubwa zaidi wa muda wa kompyuta kuu.

## Elektroni na vifungo

### Muundo wa elektroni

Elektroni za molekuli au kristali, zikitatuliwa kutoka mekanika ya kwanta ili kupata maumbo, nishati na rangi.

Swali linalojibiwa: Je, molekuli hii ni thabiti, na ina rangi gani?

Inaacha nje: Tatizo kamili la elektroni nyingi za kwanta halitatuliki, hivyo kila mbinu hutegemea ukadiriaji mahali fulani.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban kundi la kompyuta la chuo kikuu, saa hadi siku kwa kila molekuli au fuwele. Tangu: 1953 hesabu za awali za Hartree-Fock zilizoendeshwa kwenye baadhi ya kompyuta za kwanza.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Mienendo ya miitikio

Vifungo vinavyovunjika na kuundwa wakati wa athari ya kemikali, mara nyingi sehemu inayoitikia ikichukuliwa kwa mekanika ya kwantamu na mazingira yake kwa mekanika ya kawaida.

Swali linalojibiwa: Mmenyuko huchukua njia gani, na kwa kasi gani?

Inaacha nje: Mpaka kati ya kiini cha kwanta na mazingira ya kawaida ni uchaguzi wa uundaji kielelezo, si mstari halisi.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban kundi la kompyuta la chuo kikuu, siku kwa kila athari inayochunguzwa. Tangu: 1976 Kielelezo cha kwanza cha mmenyuko cha pamoja cha kwanta na cha kawaida cha Warshel na Levitt.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Atomu

### Uchujaji wa nyenzo kwa ukokotoaji

Maelfu ya misombo inayowezekana hukokotolewa kiotomatiki, wakati mwingine kwa njia za mkato zilizojifunzwa, ili kupata ile yenye sifa zenye manufaa.

Swali linalojibiwa: Ni kipi kati ya vifaa elfu kumi hivi vinavyopendekezwa kingefanya betri au seli ya jua bora zaidi?

Inaacha nje: Huchuja wateule kwa sifa rahisi kukokotoa, ambazo si mara zote zile zinazojalisha katika kutengeneza nyenzo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban kundi kubwa la kompyuta, linaloendesha maelfu ya hesabu sambamba. Tangu: 2006 hesabu za awali za upitishaji wa juu zikichuja nyenzo teule.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)kiwango cha chini: Atomu

### Hali zilizosisimka na fotokemia

Molekuli baada ya kufyonza fotoni, inayokokotolewa inapotulia, kujipinda au kuvunjika kwenye uso wa nishati tofauti na hali yake ya chini.

Swali linalojibiwa: Molekuli hii hufanya nini papo hapo baada ya kunyonya mwanga?

Inaacha nje: Mbinu za hali zilizosisimka si za kuaminika kama za hali ya chini, na za bei nafuu zaidi zinaweza kukosea kabisa.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban kundi la kompyuta la chuo kikuu, saa hadi siku kwa kila molekuli. Tangu: 1984 hesabu za awali za kemia ya kwantamu inayotegemea wakati za molekuli zilizosisimka.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Utabiri wa taswira-wigo

Viini na elektroni za molekuli zikikokotolewa kutabiri mahali ambapo mistari yake ya mwangwi wa sumaku, infrared au mistari mingine ya wigo itaangukia, ikilinganishwa na wigo uliopimwa.

Swali linalojibiwa: Je, wigo huu uliokokotolewa unalingana na kile kifaa kilichorekodi kweli, ukithibitisha muundo?

Inaacha nje: Huwa mbaya zaidi kwa atomu nzito na molekuli zinazonyumbulika zaidi zinazojalisha zaidi katika vitendo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila molekuli. Tangu: 1974 mabadiliko ya awali yaliyokokotolewa ya mwangwi wa sumaku ya nyuklia yakilinganishwa na wigo uliopimwa.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Nishati huru ya kuyeyusha katika kiyeyusho

Elektroni za molekuli zikikokotolewa upya kana kwamba ziko ndani ya makadirio endelevu ya kiyeyusho, ili kupata nishati inayogharimu au kutolewa kuyeyusha molekuli.

Swali linalojibiwa: Molekuli hii itayeyuka kwa urahisi kiasi gani, na je, kiyeyushi hubadilisha jinsi inavyoitikia?

Inaacha nje: Hubadilisha kiyeyushi na uga wa wastani laini, ikiacha mwingiliano mahususi kama kifungo cha hidrojeni kwa molekuli moja ya maji mahali muhimu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, dakika hadi saa kwa kila molekuli. Tangu: 1981 modeli za awali za uyeyushaji endelevu (continuum solvation) zikiongezwa kwenye hesabu za kemia ya kwantamu.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Uwezo wa kati ya atomi uliojifunzwa kwa mashine

Mtandao wa neva hufunzwa kwa nishati za muundo wa elektroni kisha huendesha mienendo ya molekuli kwa usahihi karibu wa kwantamu kwa gharama ya kawaida.

Swali linalojibiwa: Je, nguvu za kiwango cha kwantamu zinaweza kupatikana kwa mamilioni ya atomu kwa nanosekunde?

Inaacha nje: Usahihi umezuiwa kwa kemia na jiometri zilizomo katika seti ya mafunzo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^17 FLOPS takriban Mafunzo kwa maelfu ya hesabu za kwanta, kisha MD kubwa Tangu: 2007 Generalized neural-network representation of high-dimensional potential-energy surfaces (2007) [chanzo](https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.146401) Katika mti wa uigaji: [Modeli mbadala zilizojifunzwa](https://simulation-hypothesis.com/sw/trees/simulations?n=m-learned)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Atomu

### Vipotensheli vya jumla vya kati ya atomu

Mtandao mmoja wa neva wa grafu uliofunzwa kwa hifadhidata kubwa ya nyenzo hutabiri nishati na nguvu kwa sehemu kubwa ya jedwali la vipengele.

Swali linalojibiwa: Je, modeli moja iliyojifunza inaweza kuchukua nafasi ya uwezo wa nishati tofauti uliokadiriwa kwa kila nyenzo?

Inaacha nje: Usahihi hutofautiana kwa kipengele na mara nyingi hulainisha uso wa nishati-uwezo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^17 FLOPS takriban Mafunzo kwa mamilioni ya miundo, ukisiaji nafuu Tangu: 2022 A universal graph deep learning interatomic potential for the periodic table (2022) [chanzo](https://arxiv.org/abs/2202.02450)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)kiwango cha chini: Atomu

### Kemia ya kiquantum kwenye kompyuta za kiquantum

Algoriti ya kwantamu ya kibadilikaji huandaa na kupima hali ya kielektroni ya molekuli kwenye kifaa halisi, huku kiboreshaji cha kawaida kikirekebisha saketi.

Swali linalojibiwa: Je, kichakataji cha kwantamu kinaweza kupata nishati ya hali ya chini ya molekuli ndogo?

Inaacha nje: Molekuli ndogo sana tu kufikia sasa, huku kelele ikitawala kosa.

Huendeshwa kwenye: hakuna kompyuta. Vifaa vya kiquantum; ukaguzi wa kawaida ni mdogo Tangu: 2014 A variational eigenvalue solver on a photonic quantum processor (2014) [chanzo](https://doi.org/10.1038/ncomms5213)

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Molekuli

### Mienendo ya molekuli ya ab initio

Atomu zinazosogea kwa wakati huku nguvu zikikokotolewa upya kutoka kwa elektroni kila hatua, hivyo vifungo huvunjika na kuundwa bila uga wa nguvu uliowekwa awali.

Swali linalojibiwa: Atomi husogea na kuungana vipi wakati nguvu zake zinatoka moja kwa moja kwenye mekaniki ya kiquantum?

Inaacha nje: Mamia ya atomi tu kwa pikosekunde ndiyo yanayoweza kufuatwa, na makosa ya kitendakazi cha msongamano huingia kwenye kila nguvu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban mamia ya atomi kwa makumi ya pikosekunde kwenye mgao mkubwa. Tangu: 1985 Mbinu iliyounganishwa ya Car na Parrinello ya mienendo ya molekuli na nadharia ya utendakazi wa msongamano. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrevlett.55.2471) Katika mti wa uigaji: [Mienendo ya molekuli ya ab initio](https://simulation-hypothesis.com/sw/trees/simulations?n=mat-abinitio)

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Atomu

### Mienendo ya molekuli ya kiintegrali cha njia

Viini vya atomu vikichukuliwa kama vitu vya kwantamu kwa kuwakilisha kila kimoja kama pete ya nakala zilizounganishwa, hivyo upenyaji na mwendo wa nukta-sifuri huhamisha vifungo vya haidrojeni na usambaaji.

Swali linalojibiwa: Athari za kiquantum za hidrojeni hubadilisha kiasi gani tabia ya maji na barafu?

Inaacha nje: Tabia ya kiquantum ya wakati halisi haipatikani, usawa na sifa za mienendo zilizokadiriwa tu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban makumi ya nakala kwa kila atomu huongeza gharama ya dainamiki ya kawaida. Tangu: 1984 Uigaji wa kiintegrali cha njia wa Parrinello na Rahman wa elektroni iliyonaswa kwenye chumvi iliyoyeyuka. [chanzo](https://doi.org/10.1063/1.446740)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Atomu

### Mienendo ya elektroni ya wakati halisi

Wingu la elektroni la molekuli au kristali likifuatiliwa kwa wakati mpigo wa mwanga unapoigonga, ili kupata spektra za unyonyaji na mwitikio wa haraka mno.

Swali linalojibiwa: Elektroni huitikiaje katika femtosekunde za kwanza baada ya mwanga kufika?

Inaacha nje: Kitendakazi kilichokadiriwa cha ubadilishanaji-uhusiano hukosa baadhi ya msisimko, na ioni kwa kawaida hugandishwa.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban uendeshaji wa nadharia ya utendakazi wa msongamano wenye hatua za wakati kwa maelfu ya hatua. Tangu: 1996 Ukadiriaji wa msongamano wa ndani unaotegemea wakati wa Yabana na Bertsch katika wakati halisi. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrevb.54.4484)

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)kiwango cha chini: Atomu

### Mienendo ya pakiti ya wimbi la kiquantum

Viini vya molekuli ndogo vikichukuliwa kama wimbi la kwanta linalosogea kwenye uso wa nishati, ili kufuatilia mmenyuko, kupenya kwa kwanta (tunnelling) na mtetemo kwa usahihi.

Swali linalojibiwa: Molekuli hutetemeka na kuitikia vipi viini vyake vinapofuata mekaniki ya kiquantum?

Inaacha nje: Gharama hukua kwa kasi na idadi ya atomu, kwa hivyo molekuli ndogo tu ndizo zinazowezekana.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban usambazaji wa mipangilio mingi kwa makumi ya digrii za uhuru. Tangu: 1990 Mbinu ya Hartree inayotegemea muda yenye mipangilio mingi ya Meyer, Manthe na Cederbaum. [chanzo](https://doi.org/10.1016/0009-2614%2890%2987014-i)

[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Molekuli

### Utafutaji wa hali ya mpito na njia ya mmenyuko

Njia ya nishati ya chini zaidi kati ya mipangilio miwili ya atomu hupatikana kwa kulegeza mnyororo wa picha za kati, ili kupata vizuizi na viwango vya mmenyuko.

Swali linalojibiwa: Ni kizuizi gani atomu lazima zivuke molekuli au kasoro inapobadilisha umbo?

Inaacha nje: Hupata njia zilizopo karibu na kisio na inaweza kukosa kizuizi cha chini kabisa cha kweli.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kila nakala (image) inahitaji hesabu ya muundo wa elektroni, inayorudiwa kwenye mnyororo. Tangu: 1998 Mbinu ya bendi nyumbufu inayosukumwa ya Jonsson, Mills na Jacobsen kwa njia za nishati ndogo zaidi. [chanzo](https://doi.org/10.1142/9789812839664%5F0016)

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Atomu

### Uzalishaji wa kiotomatiki wa mifumo ya athari

Kanuni huzalisha kila mmenyuko ambao seti ya molekuli inaweza kupitia, kisha modeli ya kasi huzipunguza hadi utaratibu wa mwako au kuvunjika kwa joto.

Swali linalojibiwa: Miitikio gani ni muhimu mafuta yanapoungua au kuvunjika?

Inaacha nje: Vigawo vya kasi hukadiriwa kutoka kanuni za kikundi, na njia zisizo za kawaida zimejaribiwa kwa uchache.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^8 FLOPS takriban ukuaji wa mtandao katika maelfu ya spishi, pamoja na miendo ya kinetiki. Tangu: 1994 Uundaji wa modeli ya pirolisisi iliyozalishwa kwa kompyuta ya Broadbelt, Stark na Klein yenye uzalishaji wa spishi na athari papo hapo. [chanzo](https://doi.org/10.1021/ie00028a003)

[Kanuni na hali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-rules)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Molekuli

### Monte Carlo ya kiquantum kwa elektroni

Watembezi wa nasibu huchukua sampuli ya kitendakazi cha mawimbi cha elektroni nyingi moja kwa moja, wakitoa nishati karibu kamili za molekuli na vitu vigumu bila ukadiriaji wa kitendakazi cha msongamano.

Swali linalojibiwa: Nishati sahihi ya mfumo huu wa elektroni ni ipi, kama kipimo cha mbinu nafuu zaidi?

Inaacha nje: Tatizo la ishara ya fermioni huepukwa kwa kuweka vifundo vya kitendakazi cha mawimbi, jambo linalofanya jibu litegemee dhana hiyo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^17 FLOPS takriban mamilioni ya saa za kiini cha kichakata kwa fuwele ya molekuli. Tangu: 1980 Hesabu nasibu ya Ceperley na Alder ya hali ya chini ya gesi ya elektroni. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrevlett.45.566)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Vitendakazi vya msongamano vilivyojifunza

Modeli ya kujifunza kwa mashine huunganisha msongamano wa elektroni na nishati, ikibadilisha makadirio yaliyojengwa kwa mkono katika nadharia ya utendakazi wa msongamano.

Swali linalojibiwa: Je, kitendakazi kilichokadiriwa kutoka kwa data kinaweza kuwashinda vilivyoundwa kwa mkono ambavyo wanakemia wametumia kwa miongo?

Inaacha nje: Kitendakazi kilichosawazishwa kwa data kinaaminika tu kwa aina za molekuli na hali zilizowakilishwa katika data yake ya mafunzo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban mafunzo kwa nishati za marejeo za usahihi wa juu, kisha uendeshaji wa kawaida wa muundo wa kielektroniki. Tangu: 2012 Vitendakazi vya msongamano vilivyojifunzwa kwa mashine vya Snyder, Rupp, Hansen, Müller na Burke kwa mfumo wa kielelezo. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrevlett.108.253002)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Vitendakazi vya mawimbi vya mtandao wa neva kwa molekuli

Mtandao wa neva hutumika kama kitendakazi cha mawimbi cha elektroni nyingi cha molekuli na kufunzwa kwa Monte Carlo ya kibadilikaji kufikia nishati karibu kamili.

Swali linalojibiwa: Kitendakazi cha mawimbi kilichojifunzwa kinaweza kueleza elektroni za molekuli ndogo kwa usahihi kiasi gani?

Inaacha nje: Gharama hupanda kwa kasi na idadi ya elektroni, kwa hivyo molekuli ndogo tu ndizo zimefikiwa.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^18 FLOPS takriban siku kwenye makumi ya GPU kwa molekuli moja. Tangu: 2019 FermiNet ya Pfau na wenzake, suluhisho la mtandao wa neva wa kina la mlinganyo wa Schrödinger wa elektroni nyingi. [chanzo](https://arxiv.org/abs/1909.02487)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

## Molekuli zikisogea

### Viowevu na miyeyusho

Maji na vimiminika vingine kama mamilioni ya molekuli zinazoingiliana, na vitu vilivyoyeyushwa ndani yake.

Swali linalojibiwa: Kwa nini maji huonyesha sifa zisizo za kawaida, na chumvi huyeyukaje?

Inaacha nje: Uwanja wa nguvu kati ya atomu umesawazishwa kwa seti ndogo ya sifa, na hakuna hakikisho kwamba utazalisha zilizobaki.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani; mabilioni ya hatua za molekuli kwa sekunde. Tangu: 1964 Mienendo ya molekuli ya Rahman ya argoni ya kiowevu; maji yalifuatiwa na Rahman na Stillinger mwaka 1971

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Molekuli

### Polima na maada laini

Molekuli za minyororo mirefu, jeli, povu na fuwele kiowevu, kwa kawaida hurahisishwa kuwa shanga kwa mbinu ya coarse-graining.

Swali linalojibiwa: Plastiki hunyooka vipi, na jeli huganda vipi?

Inaacha nje: Kuunganisha atomi katika chembe kubwa (coarse-graining) hutupa mwendo wa haraka wa atomiki, hivyo wakati wa baadhi ya michakato ni wa kukadiria tu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila mfumo. Tangu: 1962 Kielelezo cha mapema cha kimiani cha Monte Carlo cha mnyororo wa polima cha Verdier na Stockmayer.

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Molekuli

### Mwako

Miali kama mtiririko wa giligili uliounganishwa na mamia ya athari za kemikali.

Swali linalojibiwa: Tunawezaje kuchoma mafuta kwa usafi zaidi, au kuzuia injini kugonga?

Inaacha nje: Mamia ya miitikio halisi hurahisishwa hadi makumi machache ambayo kompyuta inaweza kuyafuatilia kila hatua.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban kundi kubwa la kompyuta, siku kwa mzunguko mzima wa injini. Tangu: 1955 suluhisho za awali za namba za milinganyo ya mwali wa laminari.

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)kiwango cha chini: Nyanja

### Koloidi na mkusanyiko wa chembechembe ndogo

Maelfu ya chembe nano au punje za koloidi zinazoendeshwa na mitikisiko ya joto ya kiowevu kinachozizunguka, zikinata, kujipanga au kukusanyika zinapogongana.

Swali linalojibiwa: Je, chembe hizi zitajipanga zenyewe kuwa muundo wenye mpangilio, au kukusanyika bila mpangilio?

Inaacha nje: Undani wa mipako ya uso wa chembe huathiri sana matokeo na kwa kawaida hupunguzwa hadi kigezo kimoja cha kunata.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban kituo cha kazi au GPU ya kompyuta ya mezani, saa kwa kila uendeshaji wa kuunganisha. Tangu: 1986 uigaji wa awali wa mienendo ya Brown ya chembe za koloidi kwenye mchanganyiko.

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Molekuli

### Uundaji wa glasi

Kimiminika kilichopozwa haraka sana katika uigaji hivi kwamba molekuli zake hubanana kuwa kigumu kisicho na mpangilio kabla hazijaweza kuwa fuwele.

Swali linalojibiwa: Kwa nini kimiminika hiki huganda kuwa kioo kisicho na mpangilio badala ya kristali yenye mpangilio?

Inaacha nje: Kupoa kulikoigwa daima ni haraka zaidi kuliko kioo chochote halisi kilichowahi kupozwa, kwa vipimo vingi vya mara kumi.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani au kundi dogo la kompyuta, saa hadi siku kwa kila uendeshaji. Tangu: 1976 uigaji wa awali wa mienendo ya molekuli ya kimiminika kilichopozwa kuwa glasi.

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Molekuli

### Chumvi zilizoyeyuka na viowevu vya ioni

Ioni badala ya molekuli zisizo na chaji, zikiingiliana kupitia nguvu kali za Coulomb kwenye kiowevu kisicho na kiyeyushi chochote.

Swali linalojibiwa: Kiowevu hiki hupitisha chaji vizuri kiasi gani, na ioni zake husogea vipi?

Inaacha nje: Nguvu kali za kielektrostatiki kati ya ioni ni ngumu zaidi kunaswa katika uwanja wa nguvu kuliko za molekuli zisizo na chaji na mara nyingi hukadiriwa tu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila kimiminika kinachochunguzwa. Tangu: 1983 uigaji wa awali wa mienendo ya molekuli ya chumvi iliyoyeyuka.

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Molekuli

### Mienendo ya uwanja wa nguvu tendaji

Mienendo ya molekuli yenye uwezo wa mpangilio wa vifungo unaoruhusu vifungo kuundwa na kuvunjika wakati wa uendeshaji, kwa gharama ndogo zaidi kuliko mbinu za kiquantum.

Swali linalojibiwa: Vifungo huvunjika na kuundwa vipi katika maelfu ya atomi kwa nanosekunde?

Inaacha nje: Vigezo hurekebishwa kwa kila kemia, na elektroni hazishughulikiwi waziwazi.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban Mamilioni ya atomi kwa nanosekunde Tangu: 2001 ReaxFF: a reactive force field for hydrocarbons (2001) [chanzo](https://doi.org/10.1021/jp004368u)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Atomu

### Metadainamiki na uchukuaji sampuli ulioimarishwa

Mienendo ya molekuli ambapo upendeleo unaotegemea historia husukuma mfumo nje ya kima cha chini cha mahali ili kuchora matukio adimu na nyuso za nishati huru.

Swali linalojibiwa: Vizuizi kati ya hali ambazo mienendo ya kawaida haivuki viko juu kiasi gani?

Inaacha nje: Matokeo hutegemea kuchagua vigezo vizuri vya pamoja.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^17 FLOPS takriban Njia nyingi zenye upendeleo kwenye vigezo vichache vilivyochaguliwa Tangu: 2002 Escaping free-energy minima (2002) [chanzo](https://doi.org/10.1073/pnas.202427399)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Atomu

### Vichukuzi sampuli vya usawa vilivyojifunza

Mtandao wa kuzalisha hufunzwa kuchora mipangilio huru ya molekuli kutoka kwa usambazaji wa Boltzmann, ukiepuka njia ndefu.

Swali linalojibiwa: Je, hali adimu za molekuli zinaweza kuchukuliwa sampuli moja kwa moja badala ya kuzisubiri?

Inaacha nje: Mienendo na kinetiki hupotea, na mafunzo ni magumu kwa mifumo mikubwa.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban Mafunzo pamoja na kupima upya uzito Tangu: 2018 Boltzmann Generators: sampling equilibrium states of many-body systems with deep learning (2018) [chanzo](https://arxiv.org/abs/1812.01729)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Molekuli

### Monte Carlo ya kinetiki

Atomu zinazoruka kwenye uso au katika fuwele zilizochaguliwa nasibu kwa uwezekano uliowekwa na viwango vyake, hivyo michakato inayochukua sekunde au saa hufikiwa.

Swali linalojibiwa: Uso au fuwele hubadilika vipi katika muda mrefu kati ya miruko ya atomi?

Inaacha nje: Kila tukio linalowezekana na kiwango chake lazima viorodheshwe mapema, kwa hivyo mifumo ya kushangaza hukosekana.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^11 FLOPS takriban mamilioni ya matukio, viwango vikikokotolewa kabla kutoka kwa kanuni za msingi. Tangu: 1975 Algoriti ya Monte Carlo ya Bortz, Kalos na Lebowitz inayoendeshwa na matukio kwa mifumo ya spini ya Ising. [chanzo](https://doi.org/10.1016/0021-9991%2875%2990060-1)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Michakato ya kinasibu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-stochastic)kiwango cha chini: Atomu

### Mienendo ya molekuli ya chembe-kubwa

Makundi ya atomi kadhaa yaliyounganishwa kuwa shanga moja ili utando, polima na lipidi zinazojikusanya zifuatiliwe kwa mikrosekunde katika masanduku makubwa zaidi.

Swali linalojibiwa: Mikusanyiko mikubwa ya molekuli hujiundaje kwa mikrosekunde?

Inaacha nje: Kuunganisha atomi hupoteza undani kama mwelekeo wa kifungo cha hidrojeni, na muda si wa kimwili kikamilifu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban mamilioni ya shanga kwa mikrosekunde. Tangu: 2007 Uwanja wa nguvu uliorahisishwa kwa vikundi vya atomi (coarse-grained) wa Marrink na wenzake kwa uigaji wa molekuli za kibaiolojia. [chanzo](https://doi.org/10.1021/jp071097f)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Chembe na N-mwili](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-particles)kiwango cha chini: Molekuli

### Mienendo ya chembe zinazopoteza nishati (dissipative)

Shanga laini zinazowakilisha makundi ya kiowevu hutenda kwa msuguano na misukumo ya nasibu, na kutoa hidrodainamiki sahihi kwa polima na koloidi katika vipimo vikubwa.

Swali linalojibiwa: Viowevu vya polima na sarfaktanti hutiririka na kujipanga vipi katika vipimo vya kati?

Inaacha nje: Vipotensheli laini huruhusu minyororo kuvukana kinyume na fizikia isipokuwa irekebishwe.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban mamilioni ya shanga kwa muda mrefu. Tangu: 1992 Uigaji wa Hoogerbrugge na Koelman wa matukio madogo ya haidrodainamiki kwa mienendo ya chembe zinazotawanya nishati. [chanzo](https://doi.org/10.1209/0295-5075/19/3/001)

[Chembe na N-mwili](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-particles)[Michakato ya kinasibu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-stochastic)kiwango cha chini: Molekuli

### Mbinu za nishati huru za sampuli zilizoimarishwa

Uigaji unaosukumwa kuvuka vizuizi virefu, kama kuongeza upendeleo unaotegemea historia, ili matukio adimu na mandhari za nishati huru zikokotolewe.

Swali linalojibiwa: Gharama ya nishati huru ya badiliko adimu, kama kuanza kwa fuwele au kufungamana, ni ipi?

Inaacha nje: Jibu hutegemea uchaguzi wa vigezo vya pamoja, na kigezo kinachokosekana hutoa mandhari isiyo sahihi.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^16 FLOPS takriban miendo mirefu yenye upendeleo kando ya vigezo vilivyochaguliwa. Tangu: 2002 Kutoroka kutoka minima za nishati huru kwa metadainamiki ya Laio na Parrinello. [chanzo](https://doi.org/10.1073/pnas.202427399)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Atomu

### Ufyonzaji katika nyenzo zenye vinyweleo

Molekuli za gesi zinazoingizwa na kuondolewa nasibu katika modeli ya kigumu chenye vinyweleo, kutabiri zeolaiti au nyenzo ya fremu itafyonza kiasi gani.

Swali linalojibiwa: Nyenzo yenye vinyweleo hushikilia gesi kiasi gani kwa shinikizo fulani?

Inaacha nje: Makadirio ya fremu ngumu na chaji isiyobadilika hukosea kuhusu nyenzo zinazonyumbulika.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban mamilioni ya uingizaji kwa kila nukta ya hali, maelfu ya miundo. Tangu: 1975 Monte Carlo ya mkusanyiko mkuu wa kanonika wa Adams kwa kimiminika cha Lennard-Jones. [chanzo](https://doi.org/10.1080/00268977500100221)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Molekuli

### Nadharia ya uga unaojisawazisha wa polima

Minyororo inabadilishwa na uga wa msongamano unaohisi mvuto wake wa wastani, hivyo kopolima za vitalu na mchanganyiko zinaweza kutatuliwa kwa mifumo yake iliyopangwa bila kufuatilia kila mnyororo kando.

Swali linalojibiwa: Ni mchoro gani kopolima kizuizi kitajipanga chenyewe kuwa?

Inaacha nje: Nadharia ya uga-wastani hupuuza mabadiliko, ambayo ni muhimu karibu na mipaka ya awamu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban kutatua milinganyo ya usambaaji kwenye gridi katika vipimo vitatu. Tangu: 1965 Mekanika ya kitakwimu ya Edwards ya polima zenye ujazo uliotengwa. [chanzo](https://doi.org/10.1088/0370-1328/85/4/301)

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Molekuli

### Monte Carlo ya ukuaji wa mnyororo kwa polima

Minyororo mirefu ya molekuli iliyojengwa kifungo kimoja kwa wakati kwa uzito, ili kupima ukubwa wake, entropia na tabia ya ujazo uliotengwa.

Swali linalojibiwa: Mnyororo mrefu unaonyumbulika ni mkubwa kiasi gani, na kwa nini haujivuki wenyewe?

Inaacha nje: Uzito hukua bila usawa kadiri mnyororo unavyorefuka, hivyo mirefu sana inahitaji mbinu za kuchukua sampuli upya.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^9 FLOPS takriban mamilioni ya minyororo, nafuu zaidi kuliko mienendo. Tangu: 1955 Hesabu ya Monte Carlo ya Rosenbluth na Rosenbluth ya urefu wa wastani wa minyororo ya molekuli. [chanzo](https://doi.org/10.1063/1.1741967)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Molekuli

## Vitu imara

### Usumaku na mabadiliko ya awamu

Spini kwenye kimiani zinazopinduka nasibu, kielelezo cha kawaida cha Ising na vizazi vyake, kinachotumika kuchunguza jinsi mpangilio unavyojitokeza kwenye halijoto muhimu.

Swali linalojibiwa: Kwa nini sumaku hupoteza usumaku wake kwenye halijoto moja kamili?

Inaacha nje: Sumaku halisi ina maelezo ya umbo na uchafu ambayo kimiani cha kidhana huyaacha kwa muundo wake.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban kompyuta mpakato; mabilioni ya migeuko ya spini kwa sekunde. Tangu: 1953 mbinu ya Metropolis ya kukubali-kukataa ya Monte Carlo, baadaye zana sanifu ya vielelezo vya spini; makala ya 1953 yenyewe iliigiza diski ngumu [chanzo](https://zhanggroup.org/teaching/literature/Metropolis1953.pdf) Katika mti wa uigaji: [Algoriti ya Metropolis](https://simulation-hypothesis.com/sw/trees/simulations?n=m-mcmc)

[Endesha modeli shirikishi](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/run#toy-ising)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Atomu

### Kuvunjika na kasoro

Atomu kwenye ncha ya ufa, na kasoro zinazoruhusu metali kupinda badala ya kupasuka.

Swali linalojibiwa: Kwa nini nyenzo hii hupasuka badala ya kupinda?

Inaacha nje: Ncha ya ufa yenye upana wa atomu chache tu bado inapaswa kuwakilisha ufa unaopita katika boriti nzima.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila uendeshaji wa ufa. Tangu: 1976 Uigaji wa awali wa mienendo ya molekuli wa Ashurst na Hoover wa ncha ya ufa.

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)kiwango cha chini: Atomu

### Muundo mdogo

Chembe za fuwele zinazotokea na kukua chuma kinapoganda au kutibiwa kwa joto, mara nyingi kwa mbinu ya uwanja-awamu.

Swali linalojibiwa: Usindikaji gani wa joto hutoa aloi imara zaidi?

Inaacha nje: Mipaka ya chembe hushughulikiwa kama nyuso laini za kihisabati, si kama kasoro zenye fujo zilivyo kwa kweli.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila aloi inayoganda. Tangu: 1991 Modeli ya awali ya uwanja-awamu ya Chen na Khachaturyan ya muundo-mdogo unaokua.

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Nyanja

### Nyenzo za punje

Mchanga, nafaka, unga na vidonge kama mamilioni ya chembe moja moja zinazogongana na kukwama.

Swali linalojibiwa: Kwa nini ghala la nafaka hukwama, na maporomoko huanzaje?

Inaacha nje: Chembe halisi ni korofi na zisizo za kawaida; zilizoigwa karibu kila mara ni tufe kamilifu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban GPU ya kompyuta ya mezani au kundi dogo la kompyuta, mamilioni ya chembe kwa wakati mmoja. Tangu: 1979 Modeli ya kwanza ya vipengele diskreti ya Cundall na Strack ya chembe za punje.

[Endesha modeli shirikishi](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/run#toy-sand)

[Chembe na N-mwili](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-particles)kiwango cha chini: Miili

### Mienendo ya kasoro za mstari katika fuwele (dislocations)

Kasoro za mistari zinazopita kwenye kimiani cha fuwele, zikifuatiliwa zinaposogea, kuongezeka na kuchanganyika kuzalisha kupinda au kunyooka kwa kudumu.

Swali linalojibiwa: Kwa nini chuma hiki hupinda badala ya kukatika, na kina nguvu kiasi gani hasa?

Inaacha nje: Huchukulia dislokesheni (kasoro za mstari) kama mistari safi katika kristali ambayo vinginevyo ni kamilifu, ilhali metali halisi zimejaa kasoro nyingine ambazo huingiliana nazo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, saa hadi siku kwa kila uendeshaji. Tangu: 1990 uigaji wa awali wa mienendo diskreti ya kasoro za mstari (dislocations) ya plastiki ya fuwele.

[Chembe na N-mwili](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-particles)[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)kiwango cha chini: Atomu

### Ukuaji wa utando mwembamba

Atomu zinazofika moja moja kwenye uso na kunata, kuruka au kuzikana, huku utando ukijijenga safu kwa safu.

Swali linalojibiwa: Je, utando huu utakua laini, au wenye ukwaru na kujaa kasoro?

Inaacha nje: Vyumba halisi vya uwekaji vina uchafuzi na mtiririko usio sawa ambao mtiririko kamilifu wa atomi haujumuishi.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban kituo cha kazi; saa kwa kila filamu iliyoigwa. Tangu: 1966 modeli za awali za kinetiki za Monte Carlo za atomu zinazofika kwenye uso unaokua.

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Atomu

### Mfululizo wa uharibifu wa mionzi katika nyenzo

Atomu ya kasi iliyopigwa ndani ya fuwele, ikifuatiliwa inavyoondoa majirani na kuacha nafasi tupu, ili kutabiri jinsi metali zilizopigwa mionzi zinavyoharibika.

Swali linalojibiwa: Mgongano mmoja hutoa atomi ngapi kutoka kwenye fuwele?

Inaacha nje: Kasoro kisha hubadilika kwa miaka, mbali zaidi ya mporomoko, na zinahitaji mbinu nyingine kuziba pengo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban mamilioni ya atomi kwa makumi ya pikosekunde, ikirudiwa kwa mielekeo mingi ya mgongano. Tangu: 1960 Mienendo ya uharibifu wa mnururisho katika kimiani cha shaba ya Gibson, Goland, Milgram na Vineyard. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrev.120.1229)

[Mienendo ya molekuli](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-molecular-dynamics)[Chembe na N-mwili](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-particles)kiwango cha chini: Atomu

### Upanuzi wa kundi la aloi

Nishati ya aloi ikiandikwa kama jumla juu ya makundi madogo ya atomu jirani, ili mpangilio na mchoro wa awamu uchukuliwe sampuli kwa Monte Carlo.

Swali linalojibiwa: Mipangilio gani ya atomu aloi hupendelea, na hujipanga lini?

Inaacha nje: Upanuzi umefungwa kwenye kimiani fulani na unaweza kukosa mchango wa mtetemo na wa usumaku.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban mamia ya nishati za kanuni za msingi, kisha Monte Carlo ya kimiani ya gharama nafuu. Tangu: 1984 Maelezo ya jumla ya kundi ya Sanchez, Ducastelle na Gratias ya mifumo ya vijenzi vingi. [chanzo](https://doi.org/10.1016/0378-4371%2884%2990096-7)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Nadharia ya nyanja za kimiani](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-lattice)kiwango cha chini: Atomu

### Uundaji wa modeli ya plastiki ya fuwele kwa vipengele vyenye kikomo

Chembe za chuma zikibadilika umbo kwa kuteleza kwenye tambarare mahususi za fuwele, pamoja na mielekeo yake ya kipekee, ili kutabiri nguvu, umbile na tabia ya kuundwa.

Swali linalojibiwa: Mielekeo ya fuwele huamuaje jinsi chuma kinavyopinda na kuimarika?

Inaacha nje: Sheria za kuimarika zimerekebishwa kulingana na vipimo na hazina kumbukumbu ya dislokesheni za kila moja.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban modeli za vipengele vyenye kikomo za maelfu ya chembe. Tangu: 1982 Peirce, Asaro na Needleman, uchambuzi wa kubadilika umbo kusiko sawa na kwa mahali mahususi katika fuwele moja zinazonyumbulika. [chanzo](https://doi.org/10.1016/0001-6160%2882%2990005-0)

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Nyanja

### Uigaji wa mikromagneti

Mwelekeo wa usumaku katika sumaku, ukigawanywa katika seli, pamoja na ubadilishanaji, anisotropia na nyuga zilizopotea, ili kufuatilia jinsi vikoa vinavyoundwa na kubadilika.

Swali linalojibiwa: Sumaku ya nanomagneti hubadilikaje mwelekeo?

Inaacha nje: Joto linashughulikiwa kwa njia ghafi, na seli kubwa kuliko urefu wa ubadilishanaji hupoteza undani.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban uendeshaji wa tofauti zenye kikomo wenye mamilioni ya seli. Tangu: 1988 Utafiti wa mikromagneti wa pande tatu wa Schabes na Bertram wa michakato ya usumaku katika vipande vya mchemraba vya feromagneti. [chanzo](https://doi.org/10.1063/1.341858)

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Nyanja

### Usafirishaji wa chaji katika nusukondakta za kikaboni

Elektroni au mashimo yanayoruka kati ya molekuli zisizo na mpangilio, yakiigwa kwa matembezi nasibu kutabiri uhamaji katika elektroniki za plastiki.

Swali linalojibiwa: Chaji husogea kwa kasi gani kupitia nyenzo ya kikaboni isiyo na mpangilio?

Inaacha nje: Viwango vya kurukaruka vimedhaniwa kwa maumbo fulani na umbo la kimofolojia ni la kimawazo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^11 FLOPS takriban Miruko ya Monte Carlo kwenye vimiani vikubwa. Tangu: 1993 Uigaji wa Monte Carlo wa Bassler wa usafirishaji wa chaji katika vipitisha mwanga vya kikaboni visivyo na mpangilio. [chanzo](https://doi.org/10.1002/pssb.2221750102)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Michakato ya kinasibu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-stochastic)kiwango cha chini: Molekuli

### Ukokotoaji wa upitishaji joto wa kimiani

Joto linalobebwa na mitetemo ya kimiani, pamoja na viwango vyake vya mtawanyiko kutoka kanuni za msingi, ili kutabiri upitishaji joto wa fuwele bila kurekebisha.

Swali linalojibiwa: Fuwele hubeba joto vizuri kiasi gani, kutoka kwa atomi pekee?

Inaacha nje: Vifaa vyenye anharmonia kali na visivyo na mpangilio vinahitaji mbinu za ziada za kuvishughulikia.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban maelfu ya hesabu za nguvu katika seli kuu. Tangu: 2007 Upitishaji wa joto wa asili wa kimiani wa semikondakta wa Broido, Malorny, Birner, Mingo na Stewart kutoka kanuni za awali. [chanzo](https://doi.org/10.1063/1.2822891)

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Atomu

### Mkusanyiko unaozuiliwa na usambaaji

Chembe zikizurura kwa nasibu hadi zinashikamana na kundi linalokua, zikizalisha fraktali zenye matawi kama dendraiti na amana za madini.

Swali linalojibiwa: Kwa nini watembeaji nasibu hukuza makundi ya fraktali yenye matawi?

Inaacha nje: Inaiga kanuni moja tu ya kimawazo ya ukuaji, bila nishati ya uso wala kemia.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^8 FLOPS takriban mamilioni ya watembezi kwenye kimiani. Tangu: 1981 Mkusanyiko unaozuiliwa na usambaaji wa Witten na Sander, jambo la kinetiki la hali muhimu. [chanzo](https://doi.org/10.1103/physrevlett.47.1400)

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Michakato ya kinasibu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-stochastic)kiwango cha chini: Kanuni

### Modeli za kuzalisha za fuwele

Modeli ya usambaaji au ya kibadilikaji iliyofunzwa kwa fuwele zinazojulikana hupendekeza miundo mipya yenye mpangilio unaojirudia, ambayo kisha huhakikiwa na kulegezwa kwa hesabu za mekanika ya kwantamu.

Swali linalojibiwa: Je, modeli inaweza kubuni nyenzo mpya thabiti badala ya kuchuja zinazojulikana?

Inaacha nje: Miundo mingi inayopendekezwa haina utulivu au haiwezi kutengenezwa, na modeli haijui jinsi ya kusanisi hata mmoja wao.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^18 FLOPS takriban wiki za mafunzo ya GPU, kisha mfululizo wa ukaguzi wa muundo wa kielektroniki. Tangu: 2021 Kisimbaji-otomatiki cha kivariesheni (variational autoencoder) cha usambaaji wa kristali cha Xie na wenzake kwa kuzalisha nyenzo zinazojirudia kwa vipindi. [chanzo](https://arxiv.org/abs/2110.06197)

[Viigaji vilivyojifunza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-learned)[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

## Miitikio, kichocheo na elektrokemia

### Uchocheaji wa kikemikali (catalysis)

Molekuli inayoitikia ikinata kwenye uso wa kichocheo, ikikokotolewa hatua kwa hatua kupata njia inayopunguza nishati inayohitajika kwa athari.

Swali linalojibiwa: Uso gani, na mpangilio gani wa atomu juu yake, huharakisha mmenyuko huu zaidi?

Inaacha nje: Vichocheo halisi vina kasoro, sumu na kuzeeka ambavyo uso safi na kamilifu wa modeli hauhitaji kukabiliana navyo.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban kundi la kompyuta la chuo kikuu, siku kwa kila uso wa kichocheo teule. Tangu: 1995 hesabu za awali za kwantamu zikichora njia ya athari kwenye uso wa kichocheo.

[Kanuni za kwanza](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-first-principles)kiwango cha chini: Atomu

### Uundaji wa modeli za betri na seli za kielektrokemikali

Betri nzima au seli ya mafuta, elektrodi zake, elektroliti na viunganishi, vikiigwa pamoja kupitia kuchaji, kutoa na kupata joto kwa mizunguko mingi.

Swali linalojibiwa: Seli hii itastahimili mizunguko mingapi kabla haijaharibika, na itapata joto kiasi gani?

Inaacha nje: Kuharibika kwa miaka ya matumizi halisi bado hukadiriwa zaidi kutoka majaribio mafupi ya kuharakishwa, si kuigwa moja kwa moja.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^14 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila jaribio la mizunguko lililoigwa. Tangu: 1975 modeli za awali za kihisabati za kuchaji na kutoa kwa elektrodi ya betri.

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Nyanja

### Kutu

Uso wa chuma unaopoteza atomu kwa athari ya kielektrokemikali na mazingira yake, ukifuatiliwa unapotoboka, kuwa mwembamba au kuunda tabaka la kinga.

Swali linalojibiwa: Chuma hiki kitadumu kwa muda gani kabla ya kutu kukitoboa?

Inaacha nje: Kutu halisi hutegemea sana uchafuzi wa mahali, mikwaruzo ya uso na mikondo iliyopotea ambavyo modeli kamilifu huviacha.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban kituo cha kazi; saa kwa kila hali dhahania ya kutu. Tangu: 1970 modeli za awali za kompyuta za kutoboka na kutu ya kielektrokemikali.

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)kiwango cha chini: Nyanja

### Ufuwele

Molekuli au ioni katika mmumunyo uliojaa kupita kiasi zikipatana na kujifunga kwenye kimiani cha fuwele kinachokua, hutumika kutabiri jinsi kiwanja kitakavyofuwele.

Swali linalojibiwa: Fuwele za umbo na ukubwa gani mchakato huu utazalisha hasa?

Inaacha nje: Uundaji wa kiini cha mwanzo, kundi la kwanza kabisa kuunda, hutokea kwa kiwango na kasi ambayo bado ni ya haraka mno kuonekana au kukokotolewa kikamilifu moja kwa moja.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^13 FLOPS takriban kituo cha kazi au kundi dogo la kompyuta, saa kwa kila kundi lililoigwa. Tangu: 1988 modeli za awali zilizokokotolewa za uanzishaji na ukuaji kutoka mmumunyo uliojaa kupita kiasi.

[Monte Carlo](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-monte-carlo)[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)kiwango cha chini: Molekuli

### Uhandisi wa kinu cha kemikali

Mtiririko wa giligili, kuchanganya, joto na mamia ya hatua za athari ndani ya chombo cha viwandani, vikiigwa pamoja kutabiri bidhaa kiasi gani hutoka.

Swali linalojibiwa: Je, muundo huu wa kinu utachanganya na kupoa haraka vya kutosha kupata mmenyuko safi na salama?

Inaacha nje: Kupanua kutoka kinu kidogo cha majaribio hadi cha kiviwanda kamili bado hupoteza usahihi kwa njia ambazo wahandisi husahihisha kwa uzoefu.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^15 FLOPS takriban kundi la kompyuta la chuo kikuu au la viwandani, siku kwa kila muundo unaochunguzwa. Tangu: 1970 modeli za awali za mienendo ya giligili ya kikokotozi ya kinu cha kemikali cha viwandani.

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)kiwango cha chini: Nyanja

### Kinetiki ya upolimishaji

Molekuli ndogo zinazounganika hatua moja ya mmenyuko kwa wakati mmoja kuwa minyororo mirefu, zikifuatiliwa ili kutabiri zinakua hadi urefu gani na zinaishia kuwa sawa kiasi gani.

Swali linalojibiwa: Minyororo ya polima itakuwa mirefu kiasi gani, na itatofautiana kiasi gani?

Inaacha nje: Miitikio ya pembeni inayogawanyika au kukatisha minyororo mapema kwa kawaida hurahisishwa kuwa viwango vichache vya wastani.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^12 FLOPS takriban kompyuta mpakato; uigaji kamili wa kundi huchukua dakika. Tangu: 1968 modeli za awali za kinetiki zilizokokotolewa za upolimishaji wa ukuaji wa mnyororo.

[Michakato ya kinasibu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-stochastic)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Molekuli

### Uundaji wa modeli ya utando na usafirishaji wa seli ya mafuta

Maji, protoni na gesi zikisogea kupitia utando na elektrodi za seli ya mafuta, ili kutabiri utendaji na lini hukauka au hufurika.

Swali linalojibiwa: Maji na chaji husogeaje kwenye utando wa seli ya mafuta?

Inaacha nje: Usafirishaji wa utando unategemea sheria zilizorekebishwa, na maji kwenye vinyweleo ni magumu kuiga.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^10 FLOPS takriban vielelezo vya seli vya vipimo viwili au vitatu, vyepesi kwenye kompyuta ya kazi. Tangu: 1991 Kielelezo cha Springer, Zawodzinski na Gottesfeld cha seli ya mafuta ya elektroliti ya polima. [chanzo](https://doi.org/10.1149/1.2085971)

[Nyanja endelevu](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-continuum)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Nyanja

### Uundaji modeli wa mtandao wa vinyweleo

Mwamba wenye vinyweleo au elektrodi iliyopunguzwa hadi mtandao wa vinyweleo na shingo, ambamo kimiminika huvamia hatua kwa hatua, kutabiri mtiririko na tabia ya kapilari.

Swali linalojibiwa: Kiowevu hujazaje na kusogea kwenye nyenzo yenye vinyweleo?

Inaacha nje: Maumbo halisi ya vinyweleo hurahisishwa kuwa mirija na tufe.

Huendeshwa kwenye: takriban 10^10 FLOPS takriban mitandao ya hadi mamilioni ya vinyweleo, ya gharama nafuu ikilinganishwa na mtiririko wa moja kwa moja. Tangu: 1956 Modeli ya mtandao ya Fatt ya vyombo vyenye vinyweleo. [chanzo](https://doi.org/10.2118/574-g)

[Modeli za mitandao](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-network)[Milinganyo diferensiali](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/methods#m-equations)kiwango cha chini: Nyanja

[◂ Dunia na tabianchi](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/earth-climate)[Maisha na tiba ▸](https://simulation-hypothesis.com/sw/simulations/life-medicine)