香港大學(港大)研究團隊在理解複雜網絡「可預測性」方面取得理論突破,為分析複雜系統提供了全新的理論支撐。是項研究由港大同心基金數據科學研究院(HKU IDS)及港大李嘉誠醫學院張清鵬教授的研究團隊,聯同浙江大學及羅馬第一大學的研究人員共同完成,並由其博士後研究員荊飛博士擔任論文第一作者。
研究成果已於國際頂尖學術期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS) 正式發表,研究通訊作者包括浙江大學張子柯教授以及2021年諾貝爾物理學獎得主、羅馬第一大學 Giorgio Parisi 教授。
突破複雜系統的預測瓶頸
從人工智能(AI)模型、生物分子結構到社交網絡,複雜系統與現代社會息息相關。研究團隊利用統計物理學概念,成功將網絡預測問題映射至經典的「自旋玻璃」(Spin Glass)模型,建立了一套嚴謹的理論體系,解決了科學界對複雜系統內在可預測性的長期疑問。
從「整體」到「局部」:提升運算效率
研究的一項重要成果在於證明大型網絡的整體可預測性,可以分解為個別連結的局部貢獻。這一發現大幅降低了運算難度,為分析超大規模網絡提供了更高效的算法基礎。基於此理論突破,團隊進一步提出一套高效的局部採樣演算法。該算法僅需提取鄰域資訊,即可實現高精準度的預測,顯著提升了網絡預測方法的可擴展性與運算效率。
是項研究成果對多個尖端領域具備深遠影響,例如在AI領域為評估及優化模型架構提供新思維,有效提升模型的運行效率及可解釋性;而在生物醫學方面,相關框架則有助加速預測分子間的交互作用,從而大幅推動新藥研發的進程,展現了數據科學在跨學科應用中的巨大潛力。
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關於香港大學同心基金數據科學研究院
香港大學同心基金數據科學研究院 (HKU IDS) 成立於 2021 年,為一所跨學科研究院,致力推動數據科學及人工智能研究,重點涵蓋基礎數據科學、可解釋人工智能與人機互動,以及智能社會發展。
本研究於港大同心基金數據科學研究院完成,突顯港大在人工智能與基礎科學跨學科研究方面的實力。
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