物理>计算物理
标题: 用大型语言模型进行量子多体物理计算
摘要: 大型语言模型(LLM)已经证明了在多个领域执行复杂任务的前所未有的能力,包括数学和科学推理。 我们证明,通过精心设计的提示,LLM可以准确地执行理论物理研究论文中的关键计算。 我们关注量子物理中广泛使用的近似方法:Hartree-Fock方法,该方法需要一个解析的多步骤计算,导出近似哈密顿量和相应的自洽方程。 为了使用LLM进行计算,我们设计了多步骤提示模板,将分析计算分解为标准化步骤,并为特定问题的信息提供占位符。 我们评估了GPT-4在过去十年中为15篇研究论文执行计算时的性能,表明通过校正中间步骤,它可以在13种情况下正确推导出最终的Hartree-Fock哈密顿量,在2种情况下出现小错误。 综合所有研究论文,我们发现单个计算步骤的执行平均得分为87.5分(满分100分)。 总的来说,进行这些计算所必需的技能是量子凝聚态理论的研究生水平。 我们进一步使用LLM来缓解评估过程中的两个主要瓶颈:(i)从论文中提取信息以填写模板;(ii)计算步骤的自动评分,在这两种情况下都显示出良好的结果。 强大的性能是开发能够以前所未有的规模自动探索理论假设的算法的第一步。