近日,阿里巴巴达摩院宣布一项突破性成果:其自主研发的AI智能体在材料科学领域取得重大进展,成功发现4种全新的超导材料,且均已通过实验验证。这一成果标志着人工智能在基础科学研究中迈出了从“辅助工具”到“独立发现者”的关键一步,也为超导材料的实用化探索开辟了全新路径。
AI“科学家”自主完成发现闭环
据达摩院介绍,此次发现的AI智能体名为“MaterialMind”(材料心智),它并非简单的计算模型,而是一个集成了材料数据库、第一性原理计算、机器学习算法以及自动化实验调度能力的智能系统。与传统高通量筛选不同,该智能体能够自主提出假设、设计实验方案、分析结果并迭代优化,形成了“预测—验证—反馈—再预测”的完整闭环。
在本次研究中,MaterialMind从数百万种可能的化学组合中,短短数周内筛选出数十种候选材料,进而锁定4种具有超导潜力的新型化合物。达摩院量子与材料科学实验室负责人表示:“以往人工筛选可能需要数年时间,AI智能体将周期压缩到以周为单位,这是效率的革命性提升。”
4种新材料均获实验验证
超导材料是指在特定温度下电阻为零的物质,在电力传输、磁悬浮、量子计算等领域具有广阔应用前景。然而,已知超导材料往往需要极低温度或高压环境,极大限制了实际应用。此次发现的4种新材料,其超导转变温度虽未达到室温,但均处于常压或较低压力条件下,且成分体系此前未被报道过。
达摩院透露,团队已委托第三方实验机构对4种材料进行复现验证,结果证实其超导特性稳定可重复。其中一种材料在约20K(-253℃)时表现出零电阻现象,而另外三种则呈现出迈斯纳效应(完全抗磁性),这是超导的典型特征。这些材料均为全新的化学组成,属于“非常规超导体”范畴,有望为理解高温超导机制提供新的实验数据。
技术创新:从“力大砖飞”到“精准狙击”
长期以来,材料科学中的新物质发现高度依赖研究人员的直觉和经验,而高通量计算虽能处理海量数据,但常因计算精度不足或实验可合成性差导致“虚报率高”。达摩院此次的AI智能体引入了“主动学习”策略,即在预测过程中不断用实验反馈校正模型,显著降低了假阳性概率。
“过去人们形容材料筛选是‘大海捞针’,现在AI智能体不仅知道针在哪里,还能造出更合适的‘针’。”达摩院科学家在新闻发布会上比喻道。据悉,该智能体还具备自解释能力,能够输出每个预测结果的置信度以及背后的物理化学逻辑,便于研究人员理解与验证。
业界评价:加速超导突破的希望
超导研究领域专家、中科院物理所研究员张华(化名)在接受采访时表示,AI辅助材料发现并非新鲜事,但达摩院此次实现了“从预测到实验验证”的全流程贯通,“这证明AI已经具备了独立从事部分基础科研的能力,而不仅仅是充当计算工具。”
不过,他同时指出,目前发现的四种新材料尚处于初步验证阶段,其临界电流密度、力学性能等实用化指标仍需进一步表征。“但方向是正确的——AI正在以指数级速度缩小我们寻找新超导体的搜索空间。”
展望:AI助力“室温超导”梦
室温超导是物理学界孜孜以求的“圣杯”,尽管近年来争议不断(如LK-99事件),但研究者普遍认为,系统性的、高效的材料搜索方法才是实现突破的关键。达摩院表示,MaterialMind智能体本身具有开放扩展性,未来将向学术界开放部分数据集和模型权重,同时将继续优化算法,以期在更宽的温度和压力范围内发现更优的超导材料。
从实验室到产业化,从人工推演到AI主导,材料科学的范式正在发生深刻变革。达摩院此次成果不仅是一次技术胜利,更预示着“人工智能驱动的科学发现(AI for Science)”即将进入收获期。而超导材料的未来,或许就藏在这些智能体不断迭代的“大脑”之中。