Демократизация науки: российские учёные представили революционный алгоритм USPEX 25 для поиска новых материалов с любого ноутбука
14 ноября 2025
14 ноября в ТАСС состоялась пресс-конференция, посвящённая выходу новой версии российского алгоритма USPEX для создания материалов с уникальными свойствами. Разработка открывает широкому кругу исследователей доступ к передовому инструменту материаловедения, использующему искусственный интеллект. Ключевое нововведение USPEX 25 — сложные расчёты, которые раньше требовали мощности суперкомпьютеров, теперь впервые можно проводить на обычном ноутбуке.
subscription
Фото. Участники пресс-конференции Артём Оганов и Степан Калмыков. Источник: Сколтех

На пресс-конференции обсуждалась демократизация науки, форматы участия компьютерных пользователей — добровольцев в масштабных научных расчётах, вопросы современной химии и предсказание новых материалов: поиск сверхтвёрдых материалов для промышленности, полимеров для микроэлектроники, новых катализаторов и высокотемпературных сверхпроводников. Запись трансляции доступна по ссылке

В своём видеообращении Юрий Оганесян, научный руководитель лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований, автор открытия нового класса ядерных реакций, назвал выход новой версии USPEX не просто вариантом программы, а «изменением самой парадигмы научного поиска». Учёный, в честь которого назван элемент таблицы Менделеева, сравнил поиск новых материалов с поиском иголки в стоге сена, отметив, что благодаря алгоритму USPEX и искусственному интеллекту этот процесс значительно упрощается.

subscription
Фото. Обращение академика Юрия Оганесяна. На переднем плане — разработчик Сергей Лепёшкин и модератор пресс-конференции Андрей Журанков. Источник: Сколтех

«Молодые люди, находящиеся далеко от крупных научных центров, могут иметь возможности, которые есть в больших институтах. Это совершенно необычная ситуация, которая сегодня становится реальностью. Я очень рад, что наши молодые учёные под руководством профессора Оганова находятся впереди этих исследований», — поделился Оганесян.

Пресс-конференцию продолжил заслуженный профессор Сколтеха, профессор РАН, руководитель Лаборатории дизайна материалов Сколтеха и создатель алгоритма USPEX Артём Оганов. Он обратился к метафоре Оганесяна и сравнил USPEX 25 — новую версию алгоритма, доступную каждому — с мощным магнитом. С его помощью больше не нужно искать иголку в стоге сена — она будет притягиваться мгновенно.

«Теперь любой ноутбук становится суперкомпьютером для дизайна материалов. И можно сказать, продолжая метафору Юрия Цолаковича, что теперь USPEX 25 — это карманный магнит… Возросшая доступность и мощность метода приведёт к революционным подвижкам и в исследованиях, и в педагогике», — отметил Оганов.

Прямо в процессе пресс-конференции Артём Оганов предсказал самые устойчивые кристаллические структуры в системе химических элементов празеодима, самария и йода. Без USPEX 25 расчёт, который был выполнен в студии на лэптопе за 15 минут, занял бы часы на суперкомпьютере, для пользования которым учёным нужно заранее подавать и обосновывать заявки и ожидать свободного окна.

Вице-президент и академик РАН, научный руководитель химического факультета МГУ Степан Калмыков отметил, что обновлённая версия алгоритма открывает новые перспективы для общества: отсутствие дорогостоящих мощных ресурсов больше не будет проблемой для научного развития, а значит, новые открытия будут доступны в любом обществе: «Мы прекрасно понимаем, что наше будущее связано с развитием химии и новых материалов. Это всё: начиная с того, что мы носим, что мы едим, чем мы почву удобряем, что мы запускаем в космос, источники энергии… Мы расширяем возможности человечеству, в том числе в развивающихся странах, идти по пути научно-технического развития».

subscription
Фото. Участники пресс-конференции Николай Храпов и Валерий Бухтияров. Источник: Сколтех

Академик РАН, директор Института катализа СО РАН Валерий Бухтияров привёл в пример отраслей, которым пойдёт на пользу разработка: «Совмещение теории и эксперимента позволит ускорить разработку новых типов катализаторов, сорбентов, материалов для любых других приложений, включая микроэлектронику… Совмещение таких вычислительных возможностей с теми экспериментальными возможностями, которые мы постараемся предоставить, состыкуется и даст практический положительный пример для технологического развития и даже технологического лидерства России в области новых материалов и химии».

Артём Оганов отметил, что алгоритм USPEX открыт и доступен пользователям из любой точки мира: «Мы только что провели воркшоп, на котором было около 600 пользователей со всего мира. Мы их обучали, как пользоваться нашей программой. Там были люди из западных и восточных стран. Мы всем рады, мы всех учёных любим, и все барьеры должны быть снесены».

Научный сотрудник Индийской ассоциации содействия науке Айян Датта поделился тем, как его научная группа использовала новую версию алгоритма и отметил потенциал решения с точки зрения сбережения электроэнергии и снятия напряжённости вокруг доступа к энергоресурсам, наряду с демократизацией доступа к научным инструментам: «Теперь любой школьник, студент в удалённых районах Азии или Африки может делать такие открытия. Это значит, что новая версия алгоритма уравнивает возможности».

Старший научный сотрудник Сколтеха и главный программист-разработчик USPEX 25 Сергей Лепёшкин назвал основные преимущества новой версии алгоритма: «Первое — производительность увеличилась примерно в 100 раз. Это связано с внедрением нейросетей в этот алгоритм. Раньше мы производили расчёты с помощью квантовой химии, а сейчас появились нейронные сети, которые ускорили этот процесс. А второе — это уменьшенный порог входа. Сейчас, чтобы запустить программу, нужно зайти на сайт, скачать один файл и кликнуть на него».

subscription
Фото. Видеообращение к участникам пресс-конференции профессора Хо Кван Мао из Китая. Источник: Сколтех

Директор Шанхайского центра перспективных исследований науки и технологий высокого давления Хо Кван Мао назвал USPEX 25 «мечтой экспериментатора» и подчеркнул преимущества нового ПО не только перед предыдущими версиями, но и по сравнению с конкурентами: «В последние годы появились альтернативные программы, в том числе с использованием машинного обучения. Их авторы публиковались в Nature. Эти методы быстрее, но в меньшей степени основаны на физике процесса. А обучение моделей становится барьером для многих пользователей. Что касается новой версии USPEX, представленной профессором Огановым, совмещение машинного обучения и базовых физических принципов может обеспечить прорыв за счёт сочетания скорости и „физичности“».

Научный сотрудник ИППИ им. А. А. Харкевича РАН Николай Храпов, который будет заниматься адаптацией USPEX 25 к так называемым распределённым вычислениям, рассказал о том, как любой доброволец может сделать вклад в научный прогресс: «Можно построить суперкомпьютер из нескольких простых персональных компьютеров или даже ноутбуков. Самое интересное, что такая инфраструктура может включать компьютеры, которые находятся в разных концах земного шара. Какие-то компьютеры могут быть в Калининграде, какие-то — во Владивостоке, какие-то — в Китае, какие-то — в Индии. Все компьютеры в разных частях земного шара можно синхронизировать и направить для решения научных задач». Научные вычисления производятся в те моменты, когда пользователь не работает за компьютером, после чего все временно созданные файлы стираются.