Искусственный интеллект стал секретным оружием в поиске материалов, которые преобразят нашу жизнь
<p>Учёные давно мечтают найти сверхпроводник, который работает при комнатной температуре. Такой материал мог бы перевернуть всё — от вашего телефона до целых энергосистем. Теперь искусственный интеллект даёт исследователям мощный новый инструмент, чтобы воплотить эту мечту в реальность. И, возможно, сократить поиски на годы, а то и на десятилетия.</p>
Священный Грааль материаловедения
Давайте поговорим о вещах, которые звучат как научная фантастика, но существуют в реальности: материалах, проводящих электричество с нулевым сопротивлением. Без потерь энергии. Без нагрева. Электроны текут идеально — и всё.
Это называется сверхпроводимость, и это одна из самых безумных концепций в физике.
Сейчас сверхпроводники уже существуют — их ставят в МРТ-аппараты, ускорители частиц, экспериментальные поезда на магнитной подушке. Но есть загвоздка: работают они только при охлаждении почти до абсолютного нуля (где-то -270°C или холоднее). Это дорого, неудобно и совершенно не подходит для повседневной жизни.
Поэтому учёные по всему миру ищут сверхпроводник комнатной температуры — материал, проводящий электричество идеально в тех условиях, в которых вы спокойно носите футболку. Если найдём — это изменит всё. Энергетические сети станут невероятно эффективными, компьютеры будут работать быстрее и холоднее, появятся технологии, о которых мы пока даже не мечтаем.
Проблема? Искать эти материалы оказалось чертовски сложно. Десятилетиями большинство сверхпроводников находили случайно.
Когда удача встречает науку (и почему нужен другой путь)
Профессор Пяйви Тёрмя из Университета Аалто говорит так: за десятилетия учёные открыли больше 7 000 сверхпроводников, но почти все эти открытия были по сути счастливыми случайностями. Традиционный способ предсказать, какой материал может сработать, требует таких вычислений, что исследователи смогли теоретически проверить систематически только около 20 из этих 7 000.
Двадцать. Из тысяч.
Это как искать иголку в стоге сена, но при этом осматривать только одну травинку.
Но тут всё становится интересно: профессор Тёрмя руководит международной командой SuperC consortium, и они только что показали кое-что, что может перевернуть всю игру.
Искусственный интеллект спешит на помощь
Команда разработала подход на основе ИИ, который позволяет быстро просматривать огромное количество возможных комбинаций материалов и выделять самые перспективные. Вместо того чтобы вручную рассчитывать квантовые свойства каждого варианта — что заняло бы вечность и потребовало бы гигантских вычислительных мощностей — их алгоритмы машинного обучения быстро сужают поиск до лучших кандидатов.
Когда ИИ выделяет перспективные материалы, исследователи проводят детальные квантовые расчёты именно для них. Если математика сходится, коллеги из Университета Райса синтезируют материалы в лаборатории и проверяют, работает ли всё на практике.
Такой подход недавно привёл к открытию двух новых сверхпроводников: YRu3B2 и LuRu3B2. И вот что интересно — их особые свойства связаны с электронами, образующими так называемые «плоские зоны» в структуре под названием решётка кагомэ. Решётка кагомэ — это геометрическое расположение атомов, названное в честь традиционного японского узора для плетения корзин. Вот это да? Наука буквально берёт дизайн из ремесленных традиций столетий назад, когда об электронах никто ещё не знал.
Почему это важно выходит за рамки двух новых материалов
Вот что меня по-настоящему зажигает в этом исследовании: дело не только в поиске этих двух конкретных материалов. Дело в том, что сам подход работает.
Профессор Тёрмя выражается красиво: с машинным обучением команда может перейти от обработки десятков материалов к миллиардам. Миллиардам. Это не поэтапное улучшение — это революционный скачок.
Задумайтесь, что это значит. Вместо того чтобы случайно натыкаться на сверхпроводники, учёные смогут систематически исследовать огромное химическое пространство с помощью ИИ как проводника. Открытие этих двух новых материалов — по сути доказательство концепции, что цепочка ИИ-скрининг → квантовый расчёт → лабораторный синтез реально функционирует.
Ставки невероятно высоки
Давайте на минуту оценим, что означал бы сверхпроводник комнатной температуры для нашего мира.
Профессор Тёрмя указывает: если такие материалы смогут заменить обычные проводники в компьютерах и дата-центрах, мы могли бы сократить мировое энергопотребление и значительно уменьшить тепловой след всей сферы ИКТ. Это одна из самых энергоёмких отраслей на планете.
Но всё заходит гораздо дальше. Представьте энергосети, не теряющие энергию при передаче. Двигатели с гораздо большим КПД. Магнитную левитацию, ставшую экономически целесообразной повсюду. Квантовые компьютеры, которые проще поддерживать. Применения охватывают практически каждый сектор современных технологий.
Консорциум SuperC поставил амбициозную цель: найти сверхпроводник комнатной температуры к 2033 году. Это меньше десяти лет. И с ИИ, ускоряющим поиск, эта цель вполне может быть достижима.
Маленькая нота реализма (потому что баланс важен)
Буду честен: даже с ИИ на помощи, впереди огромные вызовы. Материал может выглядеть идеально на бумаге, но оказаться практически невозможным для синтеза. Даже многообещающие сверхпроводники могут быть слишком редкими, токсичными или сложными в производстве в промышленных масштабах.
Но вот в чём дело — мы не узнаем, пока не попробуем. А теперь, благодаря ИИ, мы можем искать намного быстрее.
Итог
Наука движется рывками. Иногда мы делаем поэтапные улучшения, иногда — прорывы, фундаментально меняющие возможности. Подход на основе ИИ, который разрабатывает команда профессора Тёрмя, ощущается как второй случай.
Мы наблюдаем момент, когда искусственный интеллект не просто помогает с мелкими задачами — он позволяет совершенно по-новому вести науку. Поиск сверхпроводника комнатной температуры называют «священным граалем» материаловедения, и теперь ИИ стал нашим лучшим шансом его найти.
Буду следить за этой темой внимательно. Вам тоже советую.
Источник: ScienceDaily — https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260701205006.htm