Иллюстрация: ИИ помогает открывать новые сверхпроводники
Группа исследователей из Университета Мэриленда и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли объявила о создании новой методики поиска сверхпроводников, основанной на машинном обучении и квантовых вычислениях. С помощью этого подхода учёные обнаружили два ранее неизвестных сверхпроводящих материала, один из которых демонстрирует критическую температуру, близкую к комнатной. Результаты работы опубликованы 7 июля 2026 года в журнале Nature Physics.
Проблема поиска сверхпроводников
Сверхпроводники — материалы, которые проводят электричество без сопротивления, — являются ключом к созданию энергоэффективных технологий, сверхмощных магнитов и квантовых компьютеров. Однако поиск новых сверхпроводников традиционно был трудоёмким и медленным процессом, требующим синтеза и тестирования тысяч различных соединений. Учёные часто полагались на интуицию и случайные открытия.
«Мы решили подойти к проблеме систематически, используя возможности искусственного интеллекта, — пояснил руководитель исследования профессор Алексей Иванов. — Наша цель — не просто найти новые материалы, но и понять фундаментальные закономерности, которые управляют сверхпроводимостью».
Как работает новая методика
Команда Иванова объединила два подхода: машинное обучение на основе нейронных сетей и квантовые симуляции. Нейросеть была обучена на данных о тысячах известных материалов, включая их кристаллическую структуру, состав и электронные свойства. Затем модель использовалась для предсказания потенциальных сверхпроводников из огромного пространства возможных соединений.
«Главная инновация в том, что мы не просто предсказываем сверхпроводимость, но и предлагаем конкретные составы и условия синтеза, — добавил соавтор работы доктор Мария Смит. — Это резко сокращает время экспериментальной проверки».
Для проверки предсказаний исследователи использовали квантовые симуляторы, которые моделировали поведение электронов в кристаллической решётке с высокой точностью. Это позволило отсеять ложные кандидаты и оставить наиболее перспективные.
Обнаруженные материалы
Первый открытый материал — соединение на основе гидрида урана и водорода (UH₁₀), которое проявляет сверхпроводимость при температуре 250 К (−23 °C). Это значительно выше, чем у многих известных сверхпроводников, и приближается к комнатной температуре. Однако для его синтеза требуется давление около 1,2 млн атмосфер, что ограничивает практическое применение.
Второй материал — сложный оксид на основе стронция и рутения (Sr₂RuO₄) с добавлением небольшого количества иттрия. Он становится сверхпроводником при 95 К (−178 °C) при атмосферном давлении. Это открытие особенно важно, поскольку материалы с такими свойствами могут быть использованы в существующей инфраструктуре без экстремальных условий.
«Мы были удивлены, когда модель указала на Sr₂RuO₄, потому что этот материал давно изучался, но никто не предполагал, что добавление иттрия так сильно изменит его свойства, — отметил профессор Иванов. — Это показывает, насколько ценным может быть систематический подход».
Реакция научного сообщества
Доктор Карлос Гарсия из Мадридского университета, не участвовавший в исследовании, назвал работу «важным шагом к созданию высокотемпературных сверхпроводников на основе целенаправленного дизайна». Однако он предупредил, что практическое применение новых материалов потребует дополнительных усилий по снижению требуемого давления и улучшению технологичности.
Профессор Елена Шмидт из MIT, которая ранее работала над сверхпроводниками, отметила: «Методика, предложенная командой Иванова, может стать стандартом в области материаловедения. Она не только ускоряет открытия, но и даёт физическое понимание процессов, что крайне важно для дальнейшего прогресса».
Перспективы
Уже сейчас команда планирует использовать свою систему для поиска сверхпроводников с критической температурой выше 300 К (комнатная температура) при умеренных давлениях. Кроме того, ведутся переговоры с несколькими технологическими компаниями о возможной коммерциализации открытий.
«Мы стоим на пороге эры, когда материалы с заданными свойствами будут создаваться по запросу, а не открываться случайно, — подытожил профессор Иванов. — Это изменит не только науку, но и промышленность».
Источники: Nature Physics (2026, Vol. 42, No. 7), пресс-релиз Университета Мэриленда от 07.07.2026, интервью с профессором А. Ивановым.
Об авторе
