automatische differentiation

Automatische Differentiation ist eine numerische Methode zur exakten Berechnung von Ableitungen auch höherer Ordnung, die auf der Anwendung der Kettenregel auf elementare Operationen beruht. In der computergestützten Chemie ermöglicht sie die effiziente Auswertung von Gradienten und Hesse-Matrizen für komplexe Potenzialflächen, etwa bei maschinell gelernten interatomaren Potenzialen (MLIPs) für Wassercluster, Alkanketten oder Amyloid-beta-40. Im Gegensatz zur sparsamen Differentiation, die gezielt Zwischenergebnisse wiederverwendet, liefert die automatische Differentiation Ableitungen mit Maschinengenauigkeit und ist daher zentral für Hesse-Vektor-Produkte und Geometrieoptimierung.