Когда наука ускоряется: как гибридный ИИ меняет будущее материаловедения

Прорыв на стыке ИИ и квантовой физики

Международная группа учёных из России и США совершила значимый шаг в вычислительной науке: разработана гибридная система искусственного интеллекта, способная ускорять квантово-химические расчёты почти в 100 раз. При этом точность результатов сохраняется на уровне традиционных методов, таких как теория функционала плотности (DFT). Суть подхода – в разумном разделении труда: ИИ выполняет предварительный отбор наиболее вероятных структур материалов, а классические квантовые методы финализируют расчёты только для этих «перспективных» кандидатов. В рамках пилотного проекта исследователи успешно смоделировали свойства трёхкомпонентных металлических сплавов, получив идентичные результаты, но с кардинальным сокращением времени вычислений.

Почему это важно для России и мира

Такой прорыв имеет не только академическое, но и практическое значение. Для России это возможность ускорить разработку материалов, востребованных в стратегических отраслях: от авиации и оборонки до энергетики и медицины. Сокращение времени на расчёт свойств новых сплавов или молекул означает сокращение затрат на дорогостоящие эмпирические эксперименты. На глобальном уровне технология может стать универсальным инструментом для фармацевтических лабораторий, энергетических компаний и производителей аккумуляторов. Ускорение разработки лекарств, например, напрямую влияет на способность человечества реагировать на новые вызовы — от пандемий до хронических заболеваний.

От науки – к рынку: экспортный потенциал

Российская наука вновь демонстрирует способность не только участвовать в глобальных исследованиях, но и генерировать экспортно-ориентированные решения. Гибридный метод, сочетающий ИИ и квантовую физику, может стать объектом лицензирования для международных компаний в химической и фармацевтической индустрии. Особенно ценен он там, где традиционные расчёты – узкое горлышко инновационного цикла. Поддержка со стороны Российского научного фонда добавляет устойчивости этому направлению, позволяя не только исследовать, но и масштабировать технологии.

Мы соединили проверенные временем математические методы с современным ИИ, чтобы сделать квантовую химию доступнее для реальных задач. В основе предложенной технологии три основных компонента: улучшенная архитектура нейронной сети, новый метод нормализации данных для обучения, а также старая и хорошо опробованная математическая идея

Константин Ушенин

старший научный сотрудник AIRI

Пять лет на пути к гибридным вычислениям

Последние годы стали временем активного сближения ИИ и квантовых технологий. Уже в 2021 году российские исследователи из AIRI представили ИИ-ускоритель, обучающийся вчетверо быстрее аналогов. Google Quantum AI в 2023 году продемонстрировала квантовое преимущество в химических задачах, а компания Quantinuum запустила коммерческие квантовые системы с ИИ-интеграцией. Эти события создали тот самый «научный тренд», в русле которого и появился новый российско-американский метод. Он не заменяет существующие подходы, а органично встраивается в них, делая эффективнее.

Что ждёт нас в ближайшие годы?

Эксперты прогнозируют, что уже к 2026–2027 годам подобные гибридные системы начнут внедряться в фармацевтический дизайн и разработку энергоносителей. Через несколько лет ожидается коммерциализация метода через стартапы и партнёрства с R&D-центрами. При этом гонка за лидерство в гибридных ИИ-квантовых технологиях будет набирать обороты – между США, Китаем, ЕС и Россией. Возможно появление кросс-платформенных решений, объединяющих классические, квантовые и ИИ-вычисления в единую экосистему.

Новый метод – не революция, а эволюция научного подхода. Он не отменяет квантовую физику, а делает её доступнее и быстрее. Интеграция ИИ в научный процесс – это не фантастика, а реальность, которая уже сегодня ускоряет прогресс. И Россия, благодаря таким совместным инициативам, вновь оказывается в числе тех, кто формирует будущее науки и технологий.