电影中，对超导技术的描绘总是引人入胜。在"X战警"系列中，磁铁男运用超导效应创造强大磁场。"回到未来"系列中，高速磁悬浮列车利用超导技术实现轨道悬浮，削减了摩擦。即便在《创界者》中，虚构的超导材料也被应用于构建能够穿越地球核心的飞行器。

231911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂纳斯（Heike Kamerlingh Onnes）发现金属汞在低至4.2K的温度下电阻突然消失，因此获得诺贝尔物理学奖。一百多年来，各类超导材料不断涌现，让电影幻想与科学出现交汇点。然而，如何提高超导材料的转变温度仍是领域内的热点难题。

突破：高温超导的新思路

吉林大学刘寒雨教授在曙光智算大讲堂分享了团队的最新研究成果，将高压下的氢基超导体研究拓展至高温领域。近年来，氢基超导体备受关注，实现高温超导需要精确的微观结构设计。科学家们利用基于粒子群多目标优化算法的卡里普索程序，在高压条件下重新设计了超导材料的结构。通过调控锂元素，创造了新型立方锂镁氢富氢化合物体系，其超导温度甚至超越室温，为高温超导的设计开辟了新的道路。实现百万大气压强下已知的最高超导温度，将超导温度提至148-178K。

科学与计算的融合：高压材料设计的算力挑战

在高压环境下，原子之间的相互作用发生显著变化，对材料的结构和性质产生深远影响。原子之间的距离和角度可能发生变化，甚至可能导致晶格结构的重构和相变。因此，科学家需要深入理解不同压力条件下材料微观结构和性质的变化，以优化材料性能。

为了在高压条件下设计材料，科学家使用计算模拟方法来预测不同结构的稳定性和性质。这涉及对数百至数千个原子之间的相互作用进行精确建模，考虑电子行为和原子核运动。这些计算需要解决复杂的量子力学问题，包括大量计算和数值求解。由于高压条件下原子相互作用更为复杂，因此计算模拟需要更多算力。

高压条件下的材料设计还需要进行大量计算实验，通过尝试不同的原子排列和结构，预测最稳定且具备所需性质的材料结构。这需要大规模计算和搜索，以找到最佳结构。这些实验可能在不同压力范围内进行，进一步增加计算量和时间需求。

曙光智算为用户提供海量算力和应用优化，助力用户专心进行科研工作，从而为新材料的发现和设计提供有力支持。

高温超导的现实应用

超导材料的零电阻特性将在能源输送方面得到应用，为能源领域带来新的可能性。此外，在医学诊断和通信、交通、航空航天等领域，超导磁体也将发挥关键作用。