Российские ученые совершили прорыв в области моделирования сверхпроводников: команда физиков из МФТИ, НИУ ВШЭ и НИЯУ МИФИ разработала нейросеть, способную решать сложнейшие квантовые уравнения и прогнозировать поведение материалов на микроскопическом уровне. Как сообщили в Центре научной коммуникации МФТИ, разработка позволяет обойти главное препятствие, с которым сталкиваются исследователи во всем мире — колоссальную вычислительную сложность расчетов, описывающих сверхпроводимость.
Традиционно ученые используют для этих целей уравнения Боголюбова-де Жена, но их решение требует таких мощностей, что моделировать удается лишь крошечные образцы размером в несколько сотен атомов. Этого катастрофически мало для изучения реальных материалов с хаотично расположенными примесями, которые часто оказываются самыми перспективными. Российские физики нашли элегантный выход: они обучили искусственный интеллект на массиве данных, сопоставляя «фотографии» поверхности сверхпроводника с дефектами и точные расчеты свойств для этих же малых областей.
Научный сотрудник МФТИ Вячеслав Неверов пояснил, что после обучения нейросеть способна практически мгновенно предсказывать распределение сверхпроводящих свойств для образцов любого размера, подавая на вход лишь изображение дефектов. Это избавляет от необходимости проводить трудоемкие расчеты для каждого нового материала. В ходе экспериментов ИИ тренировали на областях размером 24 на 24 атома, а затем проверяли на образцах, содержащих более 100 на 100 атомов — точность прогнозов оказалась впечатляющей.
Благодаря новому методу ученым впервые удалось детально рассмотреть общую картину сверхпроводимости в реальном материале с дефектами. Теперь физики смогут наблюдать, как сверхпроводящие «островки» соединяются друг с другом, и определять точку перехода материала в состояние изолятора.
Это открывает путь к моделированию квантовых переходов и ускоренному поиску новых сверхпроводников, особенно тех, где примеси расположены хаотично. Разработка обещает не только теоретические прорывы, но и практическое применение в создании материалов будущего для энергетики и электроники.
________________
Подпишитесь на наш канал, ставьте лайки и оставляйте свои комментарии, этим вы поможете донести важную информацию до большего количества людей. А кнопка «Поддержать» — это способ сказать нам «спасибо».