Систематический поиск с помощью ИИ может привести к созданию материалов, способных изменить наше технологическое будущее.
Международная группа исследователей совершила прорыв в поиске материалов со сверхпроводимостью. Используя машинное обучение, ученые научились фильтровать практически бесконечное число комбинаций элементов, чтобы в разы быстрее находить кандидатов, способных проводить ток без потерь, пишет Phys.org. По словам профессора Пяйви Термя из Университета Аалто, возглавляющей консорциум SuperC, это открытие кардинально меняет правила игры в материаловедении.
Сверхпроводники — основа множества технологий будущего, от квантовых вычислений и МРТ до термоядерных реакторов, Их главная особенность — нулевое сопротивление электрическому току, но проявляется она лишь при экстремально низких температурах, близких к абсолютному нулю. Это делает их использование дорогостоящим и сложным.
Гонка за поиском «святого Грааля» физики — сверхпроводника, работающего при комнатной температуре, — идет по всему миру. Такой материал мог бы навсегда изменить мировую энергетику, сократив глобальное потребление энергии и уменьшив углеродный след IT-сектора. Проблема поиска новых сверхпроводников заключается в их непредсказуемости. Из тысяч теоретически возможных комбинаций лишь немногие работают, а предсказать их свойства невероятно сложно. Традиционно открытия носили случайный характер.
Сверхпроводимость соединений YRu₃B₂ и LuRu₃B₂ обусловлена образованием электронами плоских зон в решетке кагоме, названной в честь гексагонального японского узора плетения корзин.Консорциум SuperC, созданный в 2023 году с целью найти комнатный сверхпроводник к 2033 году, применил новый подход. Команда использовала машинное обучение для предварительного отбора перспективных комбинаций элементов. «Наш метод использует предварительный отбор на основе ИИ с последующими целенаправленными расчетами для самых перспективных кандидатов. Это позволяет нам обрабатывать миллиарды вариантов и значительно ускоряет процесс», — объясняет профессор Термя.
Чтобы доказать работоспособность своего подхода, исследователи уже применили его на практике. С помощью ИИ они предсказали два новых сверхпроводника — YRu₃B₂ и LuRu₃B₂, чья структура «решетки кагоме» создает идеальные условия для движения электронов. Затем теоретические выкладки были переданы в Университет Райса, где коллеги синтезировали реальные образцы и подтвердили их свойства в лаборатории. Этот пример успешного международного сотрудничества прокладывает путь к новой эре в материаловедении.
Ранее физики впервые наблюдали квантовую запутанность в макрокристалле. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
