O zakładzie

Intensywny rozwój metod mechaniki kwantowej obserwowany na przestrzeni ostatnich dekad pozwala przesuwać granice poznania i wspierać badania doświadczalne. W szczególności, obliczenia kwantowo-mechaniczne pozwalają określać wielkość liniowych i nieliniowych właściwości elektrycznych, magnetycznych i optycznych, wśród nich efektów, których wielkość jest trudna do wyznaczenia w sposób doświadczalny.

Postęp w dziedzinie elektroniki (obecnej w większości dziedzin życia codziennego, takich jak  bankowość internetowa, medycyna czy komunikacja) zależy od znalezienia nowych materiałów o pożądanych własnościach. Profesor Piotr Bogusławski prowadzi w naszym Zakładzie obliczenia struktury elektronowej i magnetycznej kryształów przy wykorzystaniu metod opartych na teorii funkcjonału gęstości (DFT), bowiem tylko metody mechaniki kwantowej poprawnie opisują interesujące nas własności badanych kryształów lub molekuł. Analizowane są przewodnictwo prądu, własności optyczne, fotowoltaiczne oraz magnetyczne.

Metody DFT są wykorzystywane w Zakładzie również w prowadzonych przez doktor Angelikę Baranowską-Łączkowską badaniach oddziaływań w kompleksach o znaczeniu biologicznymi obliczeniach parametrów widm magnetycznego rezonansu jądrowego cząsteczek organicznych. Obliczenia właściwości elektrycznych i optycznych małych cząsteczek, w tym właściwości indukowanych oddziaływaniem, są natomiast prowadzone przy użyciu dokładnych metod opartych na teorii sprzężonych klasterów (CC). Dr Baranowska-Łączkowska rozwija również jednoelektronowe bazy funkcyjne, które są zorientowane na obliczenia właściwości elektrycznych cząsteczek izolowanych i oddziałujących. Bazy te mają rozmiary mniejsze od tradycyjnie stosowanych baz all-purpose Dunninga, przy jednoczesnym zachowaniu dużej dokładności wyników obliczeń.

Profesor Hubert Grudziński pracuje nad problemem zredukowanych operatorów gęstości oraz badaniami struktury wypukłej i warunków fermionowej N-reprezentowalności 2-cząstkowych operatorów gęstości.

Doktor Karol Grudziński zajmuje się obecnie głównie metodami selekcji wektorów referencyjnych w zastosowaniu do klasyfikacji i klasteryzacji danych. Ten obszar badań należy do dziedziny uczenia maszynowego która to stanowi poddziedzinę inteligencji obliczeniowej a ta z kolei jest działem sztucznej inteligencji. W okresie 10  ostatnich  lat Dr Karol Grudziński udoskonalił wynalezione przez niego wcześniej i stworzył nowe bardzo cenne metody selekcji wektorów referencyjnych takie jak PM-M, EkP i CEkP. Wspólną cechą wymienionych metod jest to, że opierają się na minimalizacji za pomocą zmodyfikowanej przez Dr Grudzińskiego metody simplex o nazwie ‘EkPMinimizer’. To dzięki niej można stosować wspomniane algorytmy do bardzo dużych danych liczących miliony próbek.

Oprócz stworzenia nowych metod selekcji wektorów referencyjnych Dr. Karol Grudziński rozwinął też szereg innych cennych algorytmów jak WC4AC (transformacja danych Weighted Classifier for AllClassifiers), MBMVCA (metoda wypełniania brakujących wartości w danych Minimization Based Missing Values Completion Algorithm), HSFL-NN i HSFL-WNN (metody oparte na podobieństwie Heterogeneous Similarity Function Learning) i innych. Więcej informacji na temat działalności naukowej Dr Karola Grudzińskiego znaleźć można na jego stronie www pod adresem https://sites.google.com/site/khgrudzinski .

Wybrane publikacje pracowników Zakładu:

  1. H. Grudziński, „Relationbetween the range of anelementary 3-particle 2-body operator and the convexstructure of the set of fermion 3-represenatble 2-density operators”, Rep. Math. Phys. 63, 417 (2009).
  2. H. Grudziński, J. Hirsch, „Searching for newconditions for fermion N-representability”, Rep. Math. Phys. 53, 331 (2004).
  3. H. Grudziński, J. Hirsch, „Spectraldecomposition of anelementary 3-fermion 2-body operator”, Rep. Math. Phys. 53, 317 (2004).
  4. O. Volnianska, T. Zakrzewski, and P. Boguslawski, „Point defects as a test ground for the LocalDensityApproximation +U theory: Mn, Fe and V:Ga in GaN”, J. Chem. Phys. 141, 114703 (2014).
  5. A. Ciechan, H. Przybylinska, P. Bogusławski, A. Suchocki et al., „Metastability of Mn3+ in ZnOdriven by strong d(Mn) intrashell Coulomb repulsion: Experiment and theory”, Phys. Rev. B 94, 165143 (2016).
  6. J. Papierska, A. Ciechan, P. Bogusławski, M. Boshta et al., „Fe dopant in ZnO: 2+ versus 3+ valency and ion-carriers,p-d exchange interaction”, Phys. Rev. B 94, 224414 (2016).
  7. K. Grudzinski, „The PM-M prototypeselectionsystem”, Control and Cybernetics, (No. 4, Vol. 45, 2016).
  8. K. Grudziński, 'Selection of prototypes with the EkPsystem’, Control and Cybernetics, 39, 487 (2010).
  9. K. Grudziński, M. Grochowski, W. Duch, „Pruningclassificationrules with referencevectorselectionmethods”, Lecture Notes in Computer Science, 6113, 347(2010).
  10. K. Grudziński, 'Towardsheterogeneoussimilarityfunctionlearning for the k-nearestneighborclassification”,Lecture Notes in Computer Science, 5097, 578 (2008).
  11. A. Baranowska, A. J. Sadlej, „Polarizedbasissets for accuratecalculations of static and dynamicelectricproperties of molecules”, J. Comput. Chem. 31, 552 (2010).
  1. A. Baranowska-Łączkowska, B.Fernández, R. Zaleśny, „New basissets for the evaluation of interaction-inducedelectricproperties in hydrogenbondedcomplexes”, J. Comput. Chem. 34, 275 (2013).
  2. A. Baranowska-Łączkowska, K. Z. Łączkowski, „The ORP basis set designed for opticalrotationcalculations”, J. Comput. Chem. 34, 2006 (2013).
  3. R. Zaleśny, A. Baranowska-Łączkowska, M.Medved, J. M. Luis, „Comparison of property-orientedbasissets for the computation of electronic and nuclearrelaxationhyperpolarizabilities”, J. Chem. Theor. Comput. 11, 4119 (2015).
  4. A. Baranowska-Łączkowska, „Efficientpolarizedbasissets for evaluation of static and dynamicmolecularelectricproperties”, Int. J. Quantum Chem. 116, 1084 (2016).
  5. A. Baranowska-Łączkowska, K. Z. Łączkowski, C.Henriksen, B.Fernández, M. Kozak, S. Zielińska, „New basis set for the prediction of specificrotation in flexiblebiologicalmolecules”, RSC Adv. 6, 19897 (2016).
  6. K. Z. Łączkowski, A.Biernasiuk, A. Baranowska-Łączkowska, S. Zielińska, K. Sałat, A. Furgała, K. Misiura, A. Malm, „Synthesis, antimicrobial and anticonvulsant screening of small library of tetrahydro-2H-thiopyran-4-yl basedthiazoles and selenazoles”, J. EnzymeInhib. Med. Chem. 31 (S2), 24 (2016).

 

Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, 85-090 Bydgoszcz,

Al. Powstańców Wielkopolskich 2, tel. +52 34 19 027