美國(guó)利用AI加速設(shè)計(jì)核聚變磁約束裝置，可在數(shù)秒內(nèi)測(cè)試各種構(gòu)型

美國(guó)將利用人工智能快速設(shè)計(jì)仿星器核聚變裝置，配置測(cè)試可在數(shù)秒內(nèi)完成。"仿星器鑄造廠"項(xiàng)目讓科學(xué)家能夠在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)測(cè)試數(shù)千種核聚變?cè)O(shè)計(jì)方案。

美國(guó)計(jì)劃加速用于核聚變能源項(xiàng)目的仿星器裝置設(shè)計(jì)。美國(guó)能源部普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃利用人工智能快速推進(jìn)這類(lèi)外形復(fù)雜的仿星器設(shè)施建設(shè)。仿星器利用系統(tǒng)真空容器外部環(huán)繞的復(fù)雜形狀磁體，產(chǎn)生約束聚變等離子體所需的所有磁場(chǎng)。

這個(gè)名為"仿星器鑄造廠"的新項(xiàng)目致力于用數(shù)字模型替代設(shè)計(jì)過(guò)程中冗長(zhǎng)的計(jì)算環(huán)節(jié)，這類(lèi)替代模型能夠提供快速近似計(jì)算結(jié)果。

快速近似法可迅速測(cè)試大量仿星器配置。相較于更精確但耗時(shí)更長(zhǎng)的計(jì)算方法，這種快速近似法能讓科學(xué)家更迅速地測(cè)試大量可能的仿星器配置。該項(xiàng)目還將實(shí)現(xiàn)不同仿星器計(jì)算機(jī)程序的協(xié)同工作，在更短時(shí)間內(nèi)完成更完整的仿星器行為模擬。該團(tuán)隊(duì)由美國(guó)能源部普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)，匯集了來(lái)自大學(xué)、軟件公司和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等10個(gè)機(jī)構(gòu)的約30名研究人員。

普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室人工智能科學(xué)與數(shù)字工程負(fù)責(zé)人、該項(xiàng)目首席研究員邁克爾·丘吉爾表示："在設(shè)計(jì)仿星器時(shí)，計(jì)算投入能產(chǎn)生超比例回報(bào)。我很期待能為仿星器設(shè)計(jì)師提供所需工具，讓設(shè)計(jì)流程更加高效。"

新技術(shù)可將耗時(shí)從數(shù)小時(shí)縮短至毫秒級(jí)?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)該項(xiàng)目創(chuàng)新能將目前需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天完成的工作壓縮至毫秒級(jí)別。根據(jù)新聞稿，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃運(yùn)用該項(xiàng)目成果更高效地設(shè)計(jì)仿星器，使其能以最經(jīng)濟(jì)的方式產(chǎn)生核聚變反應(yīng)所需的溫度、壓力和穩(wěn)定性條件。

該項(xiàng)目與美國(guó)能源部新推出的"創(chuàng)世使命"計(jì)劃高度契合，該重大倡議旨在利用人工智能加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)并增強(qiáng)國(guó)家安全。同時(shí)，項(xiàng)目也符合美國(guó)能源部近期發(fā)布的《聚變科學(xué)與技術(shù)路線(xiàn)圖》，該路線(xiàn)圖通過(guò)協(xié)調(diào)公私投資，制定了未來(lái)十年加速商業(yè)核聚變能源發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略。新聞稿指出，該路線(xiàn)圖強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)新合作伙伴關(guān)系可填補(bǔ)的關(guān)鍵空白，為私營(yíng)部門(mén)在2030年代擴(kuò)大聚變業(yè)務(wù)提供必要公共基礎(chǔ)設(shè)施。

美國(guó)能源部科學(xué)局聚變能源科學(xué)副主任讓-保羅·阿蘭表示："仿星器鑄造廠項(xiàng)目通過(guò)加速先進(jìn)計(jì)算、人工智能和數(shù)字工程與聚變系統(tǒng)設(shè)計(jì)的融合，直接推進(jìn)了能源部《聚變科學(xué)與技術(shù)路線(xiàn)圖》的實(shí)施。通過(guò)縮短設(shè)計(jì)周期、改進(jìn)整體裝置優(yōu)化、加強(qiáng)物理與工程模型間的緊密耦合，這項(xiàng)工作支持了路線(xiàn)圖在預(yù)測(cè)能力、創(chuàng)新約束概念以及連接基礎(chǔ)科學(xué)與實(shí)用聚變能源系統(tǒng)等方面的優(yōu)先事項(xiàng)。"

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