首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

速度-Verlet双阱算法Python

速度-Verlet双阱算法是一种用于模拟粒子系统的数值积分算法。它的主要思想是通过迭代计算粒子的位置和速度来模拟粒子的运动轨迹。

该算法的核心是通过近似求解牛顿运动方程来更新粒子的位置和速度。具体而言,速度-Verlet双阱算法通过以下步骤进行迭代计算:

  1. 初始化粒子的位置和速度。
  2. 根据当前粒子的位置和速度,计算粒子受到的力。
  3. 根据粒子的受力情况,更新粒子的加速度。
  4. 使用当前的加速度和速度来估计下一个时间步长的粒子位置。
  5. 根据当前和下一个时间步长的粒子位置,估计下一个时间步长的粒子速度。
  6. 重复步骤2-5,直到达到模拟的结束条件。

速度-Verlet双阱算法具有以下优点:

  • 简单易实现:算法的实现相对简单,适用于快速搭建模拟系统。
  • 高效稳定:算法具有良好的数值稳定性,适用于长时间模拟和大规模粒子系统。
  • 较小的误差:相比于其他数值积分方法,速度-Verlet双阱算法具有较小的能量漂移和相位误差。

速度-Verlet双阱算法在许多领域中都有应用,包括分子动力学模拟、计算物理学、天体物理学等。它可以模拟复杂的粒子系统的运动,如分子的振动、固体的弹性性质以及流体的流动等。

腾讯云提供了丰富的云计算产品和服务,其中一些适用于速度-Verlet双阱算法的应用场景。例如,腾讯云的计算服务(https://cloud.tencent.com/product/cvm)提供了强大的计算能力,可用于高性能计算和模拟。腾讯云的对象存储服务(https://cloud.tencent.com/product/cos)可以用来存储模拟结果和其他相关数据。此外,腾讯云还提供了云数据库(https://cloud.tencent.com/product/cdb)和云服务器(https://cloud.tencent.com/product/cvm)等服务,以支持与速度-Verlet双阱算法相关的数据管理和计算需求。

请注意,本回答只是介绍了速度-Verlet双阱算法的概念和一些相关的腾讯云产品链接,具体的应用和选用哪些产品取决于实际需求和场景。

页面内容是否对你有帮助?
有帮助
没帮助

相关·内容

排序算法 | 调排序(Bitonic sort)详解与Python实现

本篇为排序算法系列第二篇,详细讲述调排序算法。 01 什么是调排序(Bitonic sort)?...上篇提到的珠排序(排序算法 | 珠排序(bead sort)详解与Python实现)是一种自然排序方法,本文介绍的调排序则属于排序网络(sort net)的一种,相对于传统排序方法,排序网络的优势在于该类算法是数据无关的...02 算法流程 如何进行调排序(Bitonic sort)?...03 Python实现 复杂度: 串行方式,复杂度O(nlog(n)) n/2个并行,复杂度O(log(n)) 下面这个Demo详细介绍了如何从无序变成双调序列进行升序的过程。...4 13 15 21 27 31 31 32 36 46 57 69 76 90 92 99 Python实现 """ Python program for Bitonic Sort.

2K30

引入Powerball 与动量技术,新SGD优化算法收敛速度与泛化效果提升 | IJCAI

实验表明,提出的pbSGD和pdSGDM方法,可以实现与其他自适应梯度方法相比更快的收敛速度,以及与SGD方法的相近的泛化效果,同时该方法可以保持[1]中方法的优点,主要包括在初始迭代时的训练加速、算法性能对超参数的鲁棒性...我们在多种数据集与任务上进行了详尽的实验对比,实验结果表明本文提出的方法能在训练前期取得比自适应算法更好的收敛速度,同时在测试集上与SGD和SGDM的泛化效果相近。...我们提供了在非凸条件下pbSGD和pbSGDM的收敛速度的理论分析。...4 实验对比 在三个公开数据集CIFAR-10、CIFAR-100和ImageNet上,我们分别使用了几种不同的模型来比较算法的收敛速度和泛化效果,其中CIFAR-10用于训练模型ResNet-50和DenseNet...在ImageNet数据集上pbSGD仍然展现出了较好的收敛速度,但是我们注意到泛化性能与SGD差距加大,我们猜测是自适应算法和pbSGD改变了梯度分布,在较大数据集上导致了不好的结果。

97420
  • 量子计算两种实现方法首次较量,发现各有所长……

    △ 量子计算机所需的电磁 晓查 | 编译自Science 对于AI之间的比拼、AI与人类的比拼,我们都已经司空见惯。不过,量子计算机之间的比赛,大概谁也没见过。 直到前不久。...其中一台计算机是用五个镱离子制造的,这些离子被限制在电磁中并由激光器操纵。它属于马里兰大学物理学家Chris Menroe所领导的实验室,Menroe也是创业公司ionQ的联合创始人。...在测试中,两台计算机的“门精度”(也就是完成单个量子比特逻辑运算成功的概率)都大约只有97%,大大低于任何真实世界运算操作所需要的精度。...△ IBM由超导回路制成的量子计算机虽然比五离子的量子芯片速度更快,但可靠性更低 为了测试它们的性能,Monroe的团队在每个设备上运行一组标准算法,并比较输出。...他还指出,虽然离子量子计算机目前更可靠,但超导量子计算机速度更快。 IBM的设备在250~450纳秒内便完成了一个量子位操作,比离子计算机快1000倍。

    82990

    分子动力学模拟算法框架

    而初始速度的选取,更多的是一种经验方法,只要初始速度值不要过大(否则会使体系剧烈震荡甚至奔溃),怎么选取初始速度就只是影响最终的模拟效率。...Cell List示意图如下所示(图片来自于参考链接2): 关于Cell List的实现,此前笔者专门写过一篇博客用于介绍在Python中的GPU加速打格点算法实现,大致效果如下: 由于是用了GPU...其中涉及到的算法内容,可以参考上一篇博客从刘维尔方程到Velocity-Verlet算法,其中主要就是Verlet、LeapFrog和Velocity-Verlet三个算法,在分子动力学模拟中也叫积分器...而这里提到的约束条件,相对的就更加具体,常见的比如LINCS算法、SETTLE算法、RATTLE算法和SHAKE等,其基本思想就是固定某两个原子之间的距离保持不变。...如下所示是SETTLE算法的实现,先不加约束的位移一步,然后再把约束加进去,同时对坐标和速度进行更新: 6 结果输出与增强采样 经过上面的步骤,我们其实已经完成了一步的分子动力学模拟,如果此时达到了结果输出的点

    93520

    2021年量子计算的研发现状与未来展望

    2021年表现最为亮眼的当属光量子比特,“九章二号”实现了比全球最快超算快10^24倍的计算速度,达成“量子计算优越性”里程碑。...随着计算机元器件从电子管到晶体管再到大规模集成电路的快速发展,如今的计算机可以薄如一张纸,运算速度也能很好地满足需求。...个量子比特,能够进行比特操作的是11个量子比特。...图注:IonQ路线图 离子系统的一个缺点是,与超导量子比特相比,它们提供的门速度要慢得多(通常慢100到1000倍)。他们希望通过更长的量子比特寿命和更高的保真度来弥补这一点,从而减少纠错成本。...量子计算设备存在物理量子比特之间的有限连接,使得只能在有限的量子比特对上应用门。现实世界中的量子设备是存在噪音的,但是可以研发一种用于表征大型量子计算机噪声的算法以解决这一问题。

    1.4K20

    MindSponge分子动力学模拟——使用迭代器进行系统演化(2023.09)

    所以,分子动力学中的迭代器跟深度学习中的优化器,本质上可以是相同的,换句话说,我们可以直接使用深度学习中的一些优化算法(如Adam等)来作为分子动力学模拟中的迭代器。...打开这个轨迹文件的方式有两种,一种是使用silx view test.h5md(可以使用python3 -m pip install silx来进行安装)来查看文件的具体内容,比如可以看到这样的一个结果...,使得生成的随机速度可以让系统处在300K的温度下 vgen = VelocityGenerator(300) # 根据速度生成器生成相应的原子速度 velocity = vgen(system.shape..., system.atom_mass) # UpdaterMD迭代器,这里给定了temperature和thermostat,是一个NVT过程,积分器使用的是velocity_verlet算法 opt...因为上面这个案例我们运行的是一个NVT恒温过程,因此我们可以用silx view看到,在结果中所保存的温度最终会逐渐趋近于300K附近: 同样的,我们可以用VMD的插件来可视化这个分子运动的轨迹: 迭代器切换 之所以采用Python

    31130

    人工智能在改变 量子计算将颠覆 很远吗?也许就在明天:霍尼韦尔要发布迄今最强量子计算机

    在宣布将推出量子计算机的同时,霍尼韦尔称已经与摩根大通公司达成合作,后者将使用霍尼韦尔的量子计算机开发量子算法。...接下来是普通人也能消化的解释: 通常人们认为,一个经典处理器的运算速度越快越强大,但它在同一时间仍然只能进行一次计算,只是计算所用的时间被锁到很短而已;量子计算机强大的定义标准则是量子比特的数量,比方说一个...都想争的“霸权” 中国也在努力 量子计算研究始于上世纪八十年代,包含量子处理器、量子编码、量子算法、量子软件等关键技术,量子处理器的物理实现是当前阶段的核心瓶颈,包含超导、离子、硅量子点、中性原子、光量子...离子路线方面,IonQ已实现79位处理量子比特和160位存储量子比特。 光量子路线方面,中科大已实现18位光量子的纠缠操控,处于国际领先地位。...硅量子点路线方面,新南威尔士大学报道了保真度为99.96%的单比特逻辑门,以及保真度为98%的比特逻辑门。

    41920

    Honeywell准备在3个月内推出量子电脑

    目前包括Google及IBM等业者,都是采用基于Transmon的量子技术,而Honeywell则是采用量子感光耦合装置(Quantum Charge Coupled Device,QCCD)离子(Trapped...Honeywell表示,QCCD架构可用来加速量子的能力,而所採用的离子技术,则是利用多个个别的带电离子来保存量子资讯,只要利用雷射脉衝就能操纵与编码。...与那些不直接使用离子的量子位元技术相较,离子量子位元能够统一的产生,且错误也更容易理解。...(quantum volume)至少达64的全球最强大的量子电脑,其量子运算能力将是该产业下一代产品的两倍,而且在QCCD架构的助益下,估计其量子电脑的量子体积,在未来的5年内,每年都会有10倍的成长速度...此外,Honeywell本周也宣布注资Cambridge Quantum Computing (CQC) 与Zapata Computing这两家专门研发量子软体与演算法的业者,前者的专长在于量子开发平台与化学

    40210

    量子计算硬件发展——不同物理系统的交叉与碰撞 | CQCC专题论坛

    而量子计算硬件的蓬勃发展直接导致了量子优势算法的验证并推动了多种量子计算实际应用的发展,标志着量子计算进入了一个全新的发展阶段。...研制了基于微纳加工的离子芯片,并在芯片中实现了离子的输运、分离和合并,还研制了新一代高性能的芯片。一些有意义的量子模拟也在离子平台得到实现。...量子漫步(Quantum walk)可视为一种计算模型,能用于设计和开发量子算法。本报告将介绍我们在构建量子漫步光量子系统上的实践与探索。...先后设计和制备出多种构型的高质量多比特量子芯片,包括一维(43比特),梯子型(30比特),可调耦合型样品等以及一款高增益,宽带宽的约瑟夫森参量放大器(JPA),其中量子比特(结squid)的退相干时间可以达到...我们先后设计和制备出多种构型的高质量多比特量子芯片,包括一维5比特芯片、10比特芯片,可调耦合型量子芯片,30比特梯子型芯片以及43比特芯片等以及一款高增益,宽带宽的约瑟夫森参量放大器(JPA),其中量子比特(

    75510

    未来将来:人工智能量子计算机终将从“科幻”走向“现实”

    利用这种特性运行的量子算法,就可以在很多复杂算法问题上超越经典计算的效率,帮助我们解决一些过去经典计算难以解决的复杂问题。...量子计算机能同时访问数据库中的所有项、搜索庞大未分类的数据集,并以极快的速度发现数据规律或异常。在人工智能行业中,高算力人工智能芯片是人工智能发展的必要条件。...算法是人工智能的最底层框架,量子计算可以强化人工智能算法预测的准确性。例如,在量子计算算力加持下的人工智能算法能分析大量药物分子数据,以识别潜在的药物靶点,并准确预测不同化合物的有效性。...那么这种分布式的离子量子计算机是否存在呢?目前全球以离子为主要技术路线的量子计算公司不在少数。...而在中国,启科量子作为世界首家以分布式技术为主攻方向,研发离子量子计算机的高科技企业,近期发布了国内首台离子量子计算工程机“天算1号”。

    51540

    再登Science!潘建伟团队造出全球最高比特数超导量子计算原型机“祖冲之号”

    ://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812 从原理层面上,量子计算机具有超快的并行计算能力,未来有希望通过特定算法在密码破译...量子计算目前包括以下技术体系:超冷原子、离子、光子、超导量子比特、半导体量子点、拓扑量子计算、N-V色心等。 其中,超导量子比特目前是进展最快、最好的技术路线。...在二维结构的超导量子比特芯片上,研究人员观察了单粒子、粒子激发情形下的量子行走现象,研究了二维平面上的量子信息传播速度,同时他们通过调制量子比特连接的拓扑结构的方式构建了马赫-曾德尔干涉仪,实现了可编程的粒子量子行走...等效地,其速度比之前谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”(Sycamore)快一百亿倍。...此外,基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用,将是后续发展的重要方向。

    73540

    JAX-MD在近邻表的计算中,使用了什么奇技淫巧?(一)

    技术背景 JAX-MD是一款基于JAX的纯Python高性能分子动力学模拟软件,应该说在纯Python的软件中很难超越其性能。当然,比一部分直接基于CUDA的分子动力学模拟软件性能还是有些差距。...Verlet List和Cell List的使用 关于Verlet List,其实更多的是使用在动力学模拟的过程中,而Cell List则更常用于近邻表的计算优化,也就是我们通俗所说的打格点算法。...在前面的一篇博客中,我们大致的使用Python中的Numba写了一个简单的打格点算法代码(不包含近邻表的检索),感兴趣的童鞋可以参考一下。...当然,这些都是比较高层次的算法,我们可以阅读JAX-MD中的代码实现,来看看他是怎么一步一步去实现这个算法的。...在算法中我们知道,对于一个有序的数组的搜索复杂性是 的。

    2.1K20

    Quantinuum H1代量子计算机浅探

    这两家公司,霍尼韦尔基于离子捕获技术打造了最高性能的量子硬件;剑桥量子公司则是量子软件、操作系统和网络安全领域的先驱,所以它们一同成立的新公司可谓实力雄厚。...Quantinuum 发展计划: Quantinuum H1 一代目前由两台计算机 H1-1 和 H1-2 组成,可通过云完全访问,并与各种软件框架兼容,而 H1 代量子计算机在发展速度上可以说非常迅速...在 2021 年 12 月 31 日,H1-2 型号的离子量子计算机实现了 2048 量子体积,达成第一台通过 2048 基准测试的量子计算机的里程碑。...TEKT 是开源的,可以通过 PyTKET Python 软件包访问,它的扩展模块提供了与许多量子计算机、经典模拟器和流行的量子软件库等等设备的兼容性。...从量子技术的发展历史上看,因为受限于量子计算机的硬件需求,开发人员主要通过在经典计算机上模拟和评估量子算法,并验证和确认在量子计算机上运行生成的数据和结果。

    85310

    Nature重磅| IBM再放大招!量子计算今年实现商业通用!

    从20世纪90年代开始,理论物理学家(包括IBM的一些人)已经开发了基于量子比特的算法,理论上可以以比传统计算机更快的速度执行某些任务。...物理学家克里斯托弗·门罗(Christopher Monroe)在马里兰大学帕克分校(University of Maryland)经营一个离子实验室,他说:“很多人把它看成是一个宣传的噱头。...其中一个由Monroe及其合作者领导的团队将IBM的超导机器的性能与Monroe实验室的五量子的离子机器的性能进行了比较。 公司的量子云服务更快,但Monroe的机器更精确。...Monroe共同创办了一家名为IonQ的初创公司,期望推出基于云的离子量子服务,但他并不关注具体时间。...但D-Wave的机器不是“通用”计算机,只能运行一定范围内的量子算法。 然而,有几个研究小组已经将其用于他们的项目。

    32830

    MindSponge分子动力学模拟——自定义控制器(2024.05)

    技术背景 分子动力学模拟中的控制器(Controller)可以被用于修改模拟过程中的原子坐标和原子速度等参量,从而达到控制系统特定参量的目的。...自定义Controller Controller位于control路径下,除了已经定义好的一些控温控压算法之外,用户还可以直接继承Controller来实现自己需要的系统控制算法。...例如最简单的,这里我们定义一个缩放原子速度的控制器: class MyController(Controller): def construct(self,...= UpdaterMD( system=system, time_step=1e-3, velocity=velocity, integrator='velocity_verlet...------------------------------- 总结概要 本文介绍了在MindSponge分子动力学模拟框架先实现自定义Controller控制器的方法,通过调控体系中的原子坐标和原子速度

    11110

    分子动力学模拟之基于自动微分的LINCS约束

    这时就需要在一次不加约束的更新迭代之后(如Velocity-Verlet算法等),再施加一次约束算法,重新调整更新的坐标,使得规定的键长不会产生较大幅度的变更。...,这里以leap-frog算法简单说明一下其速度的更新方法: v_{n+\frac{1}{2}}=\frac{r_{n+1}-r_n}{\Delta t} 由于速度的计算方法较为简单,这里我们主要分析下坐标更新的代码实现流程...,以及Python的实现过程中有可能遇到的一些坑。...注意事项二 矩阵乘法是从右往左来计算的,而Python中默认的矩阵乘法是从左往右的,因此最好不要直接使用Python中的乘号来直接计算多个矩阵的乘法,替代方案是手写numpy的multiply或者dot...但是对于体系规模不大的场景,其实直接使用numpy或者jax中的求逆函数,速度也不会很慢,本文旨在算法的实现,这里就直接使用了jax的求逆函数。

    70920

    量子计算(十六):其他类型体系的量子计算体系

    以因禁Yb+为例,下图(a)是离子装置图,20个Yb+连成一排,每一个离子在超精细相互作用下产生的两个能级作为量子比特的两个能级,标记为|↑〉和|↓〉。...离子的读出和初始化效率可以接近100%,这是它超过前两种比特形式的优势。...对于两比特操控速度问题,这一直是限制离子附量子计算发展的主要因素。两比特门操作速度最快也需要100us,远远高于超导量子比特和半导体量子比特的200ns。...清华大学计划在五年内实现单个离子附中15-20个离子的相干操控演示量子算法,说明中国也已经加入到了离子量子计算的竞赛中。二、原子量子计算除了利用离子,较早的方法还包括直接利用原子来进行量子计算。...三、核自旋量子计算1997年,斯坦福大学的Chuang等人提出利用核磁共振来进行量子计算的实验,之后,基于核自旋的量子计算迅速发展,Grover搜索算法和七比特Shor算法相继在核自旋上实现。

    1.1K72
    领券