Lattice quantum chromodynamics (LQCD) 提供了一个基于第一性原理的框架,用于计算强子可观测量,但其实际应用仍受到将研究动机转化为可靠计算工作流所需的专业知识限制。为此,我们提出了 LQCDMaster,这是一个工具增强、技能引导和领域专门化的科学计算代理,它将自然语言的 LQCD 研究任务转换为可执行的 PyQUDA 计算工作流,包括测量脚本、作业提交文档、执行日志和数值输出。
该系统结合了代理规划、专家注释的 LQCD 技能和确定性的 Wick 收缩工具,以约束代码生成中代数脆弱的组成部分。我们在一个前沿科学研究的基准测试中评估了 LQCDMaster,该测试包含 70 个 LQCD 计算任务,涵盖局部和非局部的双点函数、威尔逊环、介子和重子三点函数。生成的工作流在70个任务中,有63个任务的结果精确再现了专家编写的实现,另外7个差异可归因于约定不匹配。
在代表性可观测量中,代理将实现时间从数小时缩短到数分钟,同时保持端到端的数值验证。此外,我们展示了一个典型的 LQCDMaster 驱动的探索案例:使用对角威尔逊线进行轻锥分布振幅的格点计算,这是一种使用标准方法可以访问但以前从未计算过的量,以及质子、氘、氚、超子、超氘和超氚的谱计算。
这项工作开创了智能科学计算的范式,通过自动化格点 QCD 研究中的端到端科学计算工作流,降低了其门槛,并促进了对非标准科学思想的探索和验证。
博主点评: LQCDMaster 通过将自然语言转换为可执行的计算工作流,大幅降低了研究门槛,彰显了智能科学计算的潜力。它不仅提高了计算效率,还为科学探索提供了新的可能性,值得在更多领域推广应用。