本講義では、機械学習と物性物理学の接点を、理論的構造に立ち返りながら体系的に解説する。
物性計算における代表的な問題(相の識別、量子多体系の基底状態、第一原理計算、モンテカルロ法)を題材とし、それらに対して機械学習がどのような役割を果たすのかを議論する。
機械学習を単なるツールとして紹介するのではなく、
「関数の構成(function construction)」と
「確率分布の構成(distribution construction)」
という二つの観点から整理し、物理法則・対称性・変分原理との関係を明確にする。
機械学習未経験者も受講可能とするが、線形代数および量子力学・統計力学の基礎知識を前提とする。
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This course provides a systematic introduction to the interface between machine learning and condensed matter physics, emphasizing underlying mathematical and physical structures.
We examine central problems in computational condensed matter physics — phase identification, many-body ground states, electronic structure, and Monte Carlo sampling — and discuss how machine learning contributes to each of them.
Rather than treating machine learning as a black-box tool, we organize the course around two central ideas:
•Function construction
•Distribution construction
and clarify their connections to physical principles such as symmetry, variational methods, and conservation laws.
No prior experience in machine learning is required. Basic knowledge of linear algebra, quantum mechanics, and statistical mechanics is assumed.