10月29日下午，美国布鲁克海文国家实验室高级研究员Ivan Božović教授做客理学院第 259 期科学大讲堂，为我校师生带来题为“二十一世纪的炼金术：量子材料的数字合成（ALCHEMY OF THE XXI CENTURY: DIGITAL SYNTHESIS OF QUANTUM MATERIALS）”的学术讲座。校长、中国科学院院士薛其坤，科研部部长、物理系讲席教授何佳清及百余名师生参加，讲座由物理系副教授孙煜杰主持。

讲座中，Božović教授首先介绍了天然材料的性质与传统合成方法的能力，他指出，这些常规方法无法实现科学家长期以来追求的诸多奇异电子功能——尤其是室温常压超导。为突破这些看似不可能完成的挑战，研究者提出逐原子设计和构建物质，而原子层逐层分子束外延（ALL-MBE）正是Božović教授过去三十年来开创并深耕的技术。

随后，Božović教授介绍了ALL-MBE的科学基础与应用背景。他通过简单例子说明，ALL-MBE能够实现功能量子材料的合成，涵盖高温超导体（HTS）、其他复杂氧化物、硼烯和铍烯等二维狄拉克材料以及新型亚稳态化合物。他展示了多个“ALL-MBE炼金术”的生动案例——创造出无法以任何常规方法合成的、具有崭新独特电子特性的人工材料，并进一步指出，（亚）单层精度的材料工程已推动高温超导铜氧化物乃至更广领域新物理现象的发现。

最后，Božović教授描绘了一条从现代人工智能通往基于高温超导的神经形态计算机的路径——一台桌面大小、在神经元数量（约 100亿—1000 亿）与功耗（约 10 瓦）上与人脑相当的机器。他进而阐释了高温超导二极管如何模拟生物神经元的信号整流行为，以及此类器件如何最终把握人类神经元智能的精髓，指向未来人工智能的终极硬件平台。

在问答互动环节中，现场师生围绕高温超导的微观机制、人工智能能否帮助破解高温超导之谜、如何深化对铜酸盐超导的理论认识等问题踊跃提问。Božović教授表示，高温超导铜氧化物中线性温度电阻率现象在学界被称为“奇异金属”（strange metal）态，其微观起源目前尚不清楚，但他认为这一现象对理解高温超导至关重要。谈及人工智能，他相信AI能够帮助我们更高效地探索高温超导材料并研究其潜在机制。

讲座结束后，薛其坤校长向Ivan Božović教授颁发了科学大讲堂纪念牌。

供稿：物理系