Искусственный интеллект открыл два неизвестных ранее сверхпроводника

Как машинное обучение меняет поиск сверхпроводников

Как сообщает НВ — Техно: 8 июля, 08:00

Ученые из международного коллектива применили комбинацию алгоритмов машинного обучения и квантово-физических методов, что привело к обнаружению двух ранее не известных сверхпроводников - YRu₃B₂ и LuRu₃B₂. Впоследствии эти материалы были получены в лабораторных условиях, и их способность проводить ток без сопротивления подтвердилась экспериментально.

Сверхпроводники находят применение в целом ряде высокотехнологичных областей:

• квантовые вычислительные системы;
• диагностическое медицинское оборудование;
• установки для термоядерного синтеза;
• магнитолевитационные поезда.

При этом подавляющее большинство известных сверхпроводящих материалов сохраняют свои свойства лишь при экстремально низких температурах, что серьезно сужает сферу их практического использования. Как подчеркнула профессор Пяйви Тьорма из Университета Аалто, возглавляющая консорциум SuperC,

“сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, способны произвести настоящую революцию в энергетике.”

По её словам,

“замена обычных проводников в компьютерах и дата-центрах на такие материалы резко снизила бы энергопотребление и тепловыделение всей IT-отрасли.”

Исследователи обработали с помощью ИИ колоссальный массив возможных комбинаций химических элементов, а затем провели углубленные квантовые вычисления для верификации характеристик отобранных соединений. Данная работа знаменует серьезный прогресс: за всю историю науки было открыто более 7 тысяч сверхпроводников, но детальному теоретическому анализу подверглись лишь около 20 из них. Пяйви Тьорма отметила, что “в перспективе это даст возможность оценивать не тысячи или миллионы, а миллиарды потенциальных материалов, приближая нас к созданию сверхпроводника, не требующего охлаждения.”

Сверхпроводимость в соединениях YRu₃B₂ и LuRu₃B₂ возникает благодаря электронам, формирующим плоские зоны в кристаллической решетке типа кагоме. Данное открытие способно открыть новые горизонты для технологического развития в самых разных отраслях.

Применение алгоритмов машинного обучения для поиска новых сверхпроводящих материалов - значимое достижение современного материаловедения. Если эта тенденция сохранится, человечество может приблизиться к созданию сверхпроводников, функционирующих без глубокого охлаждения, что коренным образом изменит энергетику и технологии. Подобные успехи способны дать импульс развитию медицины, промышленности и информационных систем, снижая энергозатраты и повышая эффективность оборудования.

Недавние достижения в области сверхпроводимости подтверждают, что ученые на верном пути к созданию материалов, способных работать при более высоких температурах. К примеру, исследование, в котором была достигнута сверхпроводимость при 151 кельвине без внешнего давления, открывает новые горизонты в этой области. Подробнее о рекорде читайте в нашей статье здесь.