google开源tensornetwork数据库,加快tensorflow运算速度100倍! – 十轮网-九游会官网真人游戏第一品牌

量子系统复杂,暴力运算无效,原有张量网络(tensor network)难以广泛使用,让开发高温超导体等复杂问题受限于此。

现在,google出手了。

联合perimeter 理论物理研究所和google x,开发全新物理和机器学习数据库tensornetwork,用于提高张量计算的效率,现在已经开源。

这一数据库使用tensorflow 作为后端,并针对gpu 处理进行了优化,与cpu 上相比,可以实现高达100 倍的加速。

google ai的研究工程师chase roberts 和x 的研究科学家stefan leichenauer 表示,通过开源社团,他们会持续向tensornetwork 添加新功能。希望tensornetwork 成为科学家们和机器学习从企业的宝贵工具。

为什么tensornetwork能有效加速运算?

张量(tensor),是按照顺序在层次结构中分类的多维数组,普通的数或者标量,是零阶张量,矢量是一阶张量,矩阵是二阶张量。

张量网络,是图形编码的张量收缩模式(张量上的数学运算类型),由几个张量组成,并共同构成一个新的张量。

张量网络并不直接存储或者操纵张量,而是将张量表示为较小张量在较大张量网络形状中的收缩。

因此,张量网络可以非常有效地表示几个、几十个、甚至几百个张量,而且还不需要占用大量内存。

现在,张量网络已经广泛应用于量子物理学等领域之中。这些优势,也使得其在图像分类、物体识别和其他人工智能实践中更加实用。

tensornetwork,就是google在这个方向上努力的成果。

作为一个通用的张量网络数据库,效果如何?谷歌进行了测试。

近似量子态,是张量网络在物理学中的一个典型用例,能够直观地说明张量网络库的能力。

google的研究人员用tensornetwork 实现了一个树状张量网络(ttn)算法,用来逼近周期量子自旋链(1d)或薄环面(2d)上的点阵模型的基态。

在这个任务中,使用了tensornetwork 库的gpu,与没有使用tensornetwork库的cpu 相比,运算速度显著提高了100 倍。

现在,google 已经将tensornetwork 开源,也放出了与tensornetwork 相关的两篇论文。

第一篇论文,对tensornetwork 进行了概述,并介绍了这一开源数据库和api:

tensornetwork: a library for physics and machine learning

第二篇论文,展示了tensornetwork 在物理学领域中的用例,以及运算性能上的表现。

tensornetwork on tensorflow: a spin chain application using tree tensor networks

google表示,接下来将使用tensornetwork对mnist 和fashion-mnist 数据集中的图像进行分类。

此外,也将在探索其在时间串行分析上的应用,以及量子电路仿真等用例。

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