拓扑量子资料由于其怪异的电子性质，吸引了物理钻研和基础利用领域的宽泛关注。然而，基于通例的尝试和推算步骤效能很低，寻找全新的拓扑量子资料面对着巨大挑战。亿万先生MR资料基因钻研团队提出了一种基于深度天生模型的逆向设计步骤CTMT（CTMT：CDVAE、Topogivity、基于M3GNet的机械进建势和拓扑量子化学TQC），将专业知识和数据驱动相结合，成功发现了20种不变且新鲜的拓扑量子资料，其中蕴含4种拓扑绝缘体和16种拓扑半金属。这项钻研成就已颁发在《npj Quantum Materials》上，亿万先生MR资料基因组工程钻研院曹桂新教授、任伟教授和张统一院士为论文共同通讯作者，亿万先生MR硕士钻研生洪韬和硕士钻研生陈泰康为共同第一作者，亿万先生MR为第一单元。该创新性步骤不仅加快了新型拓扑资料的发现，还为拓扑资料领域带来了全新的数据驱动资料设计思路。

钻研团队提出的CTMT步骤，基于深度天生模型构建，流程蕴含四个关键步骤：

1.CDVAE天生模型：首先，使用拓扑非平淡资料数据训练CDVAE模型，基于朗之万动力学采样天生了1万种候选资料。

2.合法性与新鲜性筛。豪肞ymatgen工具评估资料的合法性和新鲜性，筛选得到4715种潜在新鲜且有效的拓扑资料。

3.Topogivity化学规定筛。夯赥opogivity化学规定，进一步筛选出104种拓扑非平淡资料。

4.不变性与拓扑机能判断：先是粗算天生拓扑非平淡资料的形成能和声子谱，而后通过第一道理推算验证，并结合M3GNet筛选出32种热力学和声子谱不变的资料。最终，基于拓扑量子化学（TQC）判断拓扑类别，得到4种拓扑绝缘体和16种拓扑半金属。

图1：CTMT的架构和流程

钻研团队发现的拓扑半金属均为费米简并的强造半金属，费米能级处拥有高对称点简并性。而拓扑绝缘体则阐发出分歧的拓扑不变量。值得一提的是，16种拓扑半金属中蕴含3种空间群为P1的Kramers-Weyl半金属以及1种空间群为C2的半金属。传统基于对称性规定的步骤在处置低对称性资料时存在局限性，而CTMT并不依赖对称性规定，展示了其在发现低对称性新鲜拓扑资料方面的矫捷性和潜力。4种典型的新型拓扑量子资料如图所示。

图2：4种典型的新型拓扑量子资料

该论文获得了国度天然科学基金项主张支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41535-025-00731-0