Գիտական խումբը կստեղծի գերհաղորդիչ նյութեր՝ համադրելով արհեստական բանականությունը, քիմիան և ֆիզիկան

«Սենյակային ջերմաստիճանում և մթնոլորտային ճնշման պայմաններում գերհաղորդականություն դրսևորող նյութերի հայտնաբերում քիմիային տեղեկացված նեյրոնային ցանցերի միջոցով» խորագրով հետազոտություն կատարելու գաղափարի շուրջ գիտական խմբի անդամները երկար են աշխատել։ Իրագործելի և հեռանկարային հետազոտական թեմա ընտրելու համար նրանք համակցել են արհեստական բանականությունը, ֆիզիկան, քիմիան։ 

Նշենք նաև, որ գիտական խումբը պարգևատրվել է միջգիտակարգային լավագույն նախագիծ ներկայացնելու համար։

Նախագծի նպատակների և թեմայի կարևորության մասին պատմում է ԵՊՀ ֆոտոնիկայի և արհեստական բանականության լաբորատորիայի հետազոտող Արամ Սարգսյանը։

Այսօր աշխարհում բազմատեսակ գերհաղորդիչ նյութեր կան, որոնք, սակայն, կարող են աշխատել կա՛մ շատ ցածր ջերմատիճանային պայմաններում, կա՛մ շատ բարձր ճնշման տակ (եթե բարձր ջերմաստիճաններ ենք դիտարկում)։ Հետևաբար, դրանց զանգվածային կիրառումը դառնում է թանկարժեք ու դժվար, և այդ նյութերի ամբողջ ներուժը դեռևս չենք կարողանում լիարժեքորեն օգտագործել։ Իսկ ներուժը շատ մեծ է, քանի որ այս նյութերը կիրառվում են այնպիսի տեխնոլոգիաներում, ինչպիսիք ենք, օրինակ, քվանտային համակարգիչները և մագնիսալևիտացիոն գնացքները։ Այսպիսով, մենք ցանկանում ենք ստանալ գերհաղորդիչներ, որոնք աշխատում են նորմալ մթնոլորտային ճնշմանը մոտ պայմաններում և հնարավորինս բարձր ջերմաստիճաններում։

Մեր մյուս նպատակը նոր մեթոդաբանություն, նոր ալգորիթմներ ստեղծելն է, որպեսզի դրանց միջոցով հնարավորություն ունենանք նախագծելու նմանատիպ կայուն նյութեր։ Եվ հենց այստեղ է, որ սովորական արհեստական բանականությունը հզորացնում ենք՝ դրա մեջ ներկառուցելով քիմիայի և ֆիզիկայի համապատասխան օրենքները։ Այսպիսով, մենք ստանում ենք արհեստական բանականության մոդելներ, որոնք ի բնե գիտեն, թե տվյալ գործընթացներում քիմիան և ֆիզիկան ինչպես են աշխատում, ինչ օրենքներ են գործում։

Ընդհանրապես համաշխարհային գիտական համայնքում այս ուղղություններով թեմաներն ունեն մեծ հետաքրքրություն և դասվում են դեռևս չլուծված խնդիրների շարքում։ Այս խնդրի շրջանակում ցանկացած առաջընթաց մեզ ևս մեկ քայլով կմոտեցնի էներգաարդյունաավետ աշխարհին, համակարգչային ու հաշվողական համակարգերի նոր դարաշրջանին։

Արամը արհեստական բանականության մասնագետ է, զբաղվում է նաև օպտիկական հաշվողական համակարգերի նախագծմամբ, ինչպես նաև օպտոէլեկտրոնային օպտիմիզացիայի խնդիրներով։ Նախագծի շրջանակում նա փորձելու է արհեստական բանականությունը և քիմիան «մոտեցնել» իրար՝ կատարելով քիմիային տեղեկացված նեյրոնային ցանցերի նախագծում, փորձարկումներ, տվյալների հավաքագրում և մշակում, ինչպես նաև ալգորիթմների ստեղծում։ Ըստ նրա՝ նմանօրինակ նախաձեռնությունները նպաստում են առավել ուժեղ և գործակցող գիտական համայնքի ձևավորմանը։

ՀՀ ԳԱԱ քիմիական ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտաշխատող, ՀԵՀ (Հայաստանի եվրոպական համալսարան) կառավարման ամբիոնի դասախոս, քիմիկ-բնապահպան Արմեն Հովհաննիսյանը պատմում է նախագծի պլանավորման խնդիրների, դրանց հաղթահարման, հետազոտական աշխատանքի վերջնարդյունքի մասին։

Խնդիրները մի քանիսն էին, բայց դրանք հիմնականում կապված էին ժամանակի սղության և «աշխատող ձեռքերի» պակասի հետ։ Ինչ վերաբերում է ժամանակին, ունեցել ենք 3 օր ժամանակ նախագիծը մտածելու, կազմելու և հնարավոր ճյուղավորումները բացահայտելու համար։ Մինչ այդ թիմը բաղկացած էր հինգ հոգուց, սակայն նախագծի հանձնման վերջնաժամկետից 3 օր առաջ մնացինք ես և Արամը։ Խնդիրների հաղթահարումը, կարծում եմ, մեր աշխատասիրության և նպատակասլացության արդյունքն է։ Այս նախագծի հաջողության համար  մենք մեծ ջանքեր ենք ներդրել։ Միջոցառման ընթացքում նույնիսկ ժյուրիի անդամներից ոմանք կատակեցին, որ թեման արժանի է Նոբելյան մրցանակի։

Տեխնոլոգիական նորարարությունների տեսանկյունից նախագիծը հնարավորություն է տալիս ստեղծելու քիմիային տեղեկացված նեյրոնային ցանց, որը կհեշտացնի տվյալների վերլուծությունը քիմիայում՝ բացառելով մարդկային գործոնի հետ կապված սխալները։ Ներկայում նմանօրինակ ցանցեր քիչ են քիմիայում, և դրանց կիրառման մակարդակը շատ ցածր է կամ գրեթե չի կիրառվում։

Նախագծի շրջանակում կիրառվող մոտեցումը ամբողջությամբ նոր է և ունի շատ մեծ ներուժ՝ հաշվի առնելով շարունակաբար զարգացող թվային տեխնոլոգիաները և դրանց ընձեռած հնարավորությունները։ Նախագծի հաջող իրագործման պարագայում ստացված արդյունքները կունենան հեղափոխական նշանակություն գիտության զարգացման գործում։

Նախագծի վերջնարդյունքում նախատեսում ենք պատրաստել սենյակային ջերմաստիճանում և մթնոլորտային ճնշման պայմաններում գերհաղորդչականություն դրսևորող միացություններ/նյութեր, որոնք կարող են հիմք դառնալ այնպիսի տեխնոլոգիաներ ստեղծելու համար, ինչպիսիք են առօրյա կյանքում օգտագործվող քվանտային համակարգիչները, թռչող մեքենաները, տները և այլն, որոնք տեսել ենք միայն ֆիլմերում։

Արմենը հավաքագրելու է գերհաղորդիչներին վերաբերող տվյալների բազաներ, կատարելու է քիմիային տեղեկացված նեյրոնային ցանցերի մշակում և ծրագրավորում, քիմիական միացությունների սինթեզ, փորձարարական մեթոդներով բնութագրիչ հատկությունների դուրսբերում և այլն։

Գիտական խմբի անդամները աշխատանքների ավարտին ակնկալում են գրանցել առաջխաղացում երկու ուղղություններով՝ 

• արհեստական բանականության և քիմիայի ոլորտների սերտացում,

• գերհաղորդիչ նյութերի ստացման ոլորտում նոր հորիզոնների բացահայտում։

Գիտական այս նախագիծը, որը համադրում է արհեստական բանականությունը, ֆիզիկան ու քիմիան, կարող է կարևոր քայլ լինել գերհաղորդիչ նյութերի զարգացման գործում և ստեղծել նոր հնարավորություններ ինչպես գիտական, այնպես էլ տեխնոլոգիական ոլորտներում։