ChatGPT is a large language model trained by OpenAI. In this technical report, we explore for the first time the capability of ChatGPT for programming numerical algorithms. Specifically, we examine the capability of GhatGPT for generating codes for numerical algorithms in different programming languages, for debugging and improving written codes by users, for completing missed parts of numerical codes, rewriting available codes in other programming languages, and for parallelizing serial codes. Additionally, we assess if ChatGPT can recognize if given codes are written by humans or machines. To reach this goal, we consider a variety of mathematical problems such as the Poisson equation, the diffusion equation, the incompressible Navier-Stokes equations, compressible inviscid flow, eigenvalue problems, solving linear systems of equations, storing sparse matrices, etc. Furthermore, we exemplify scientific machine learning such as physics-informed neural networks and convolutional neural networks with applications to computational physics. Through these examples, we investigate the successes, failures, and challenges of ChatGPT. Examples of failures are producing singular matrices, operations on arrays with incompatible sizes, programming interruption for relatively long codes, etc. Our outcomes suggest that ChatGPT can successfully program numerical algorithms in different programming languages, but certain limitations and challenges exist that require further improvement of this machine learning model.


翻译:ChatGPT是由OpenAI训练的大型语言模型。在本技术报告中,我们首次探索了ChatGPT在数值算法编程中的能力。具体而言,我们考察了ChatGPT在以下方面的能力:用不同编程语言生成数值算法代码、调试并改进用户编写的代码、补全数值代码中缺失的部分、将现有代码重写为其他编程语言,以及将串行代码并行化。此外,我们评估ChatGPT能否识别给定代码是由人类还是机器编写。为实现这一目标,我们考虑了多种数学问题,例如泊松方程、扩散方程、不可压缩纳维-斯托克斯方程、可压缩无粘流、特征值问题、线性方程组求解、稀疏矩阵存储等。此外,我们展示了科学机器学习实例,如物理信息神经网络和卷积神经网络在计算物理中的应用。通过这些案例,我们探讨了ChatGPT的成功、失败与挑战。失败案例包括生成奇异矩阵、对尺寸不兼容的数组执行操作、对较长代码的中断编程等。我们的结果表明,ChatGPT能成功用不同编程语言编写数值算法代码,但存在某些局限性和挑战,需要进一步改进这一机器学习模型。

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ChatGPT(全名:Chat Generative Pre-trained Transformer),美国OpenAI 研发的聊天机器人程序 [1] ,于2022年11月30日发布 。ChatGPT是人工智能技术驱动的自然语言处理工具,它能够通过学习和理解人类的语言来进行对话,还能根据聊天的上下文进行互动,真正像人类一样来聊天交流,甚至能完成撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码,写论文任务。 [1] https://openai.com/blog/chatgpt/
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