Новая вычислительная инициатива, возглавляемая Соединенными Штатами, призвана устранить одно из главных препятствий на пути к термоядерной энергии – огромное количество времени и ресурсов, необходимых для моделирования и оптимизации систем синтеза. Благодаря тесной интеграции искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислений и данных с действующих экспериментов, проект обещает кардинально ускорить темпы открытий во всей отрасли.
Платформа под названием STELLAR-AI разрабатывается под руководством Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL), входящей в структуру Министерства энергетики США. Она задумана не как отдельный объект, а как общая вычислительная основа для всего термоядерного сообщества, объединяющая национальные лаборатории, университеты, технологические компании и частных разработчиков термоядерных реакторов.
Современные исследования в области термоядерного синтеза во многом зависят от сложного компьютерного моделирования для прогнозирования поведения плазмы и проверки конструкций реакторов. Такие симуляции могут занимать недели и даже месяцы. STELLAR-AI ставит целью сократить эти сроки на порядки, напрямую связывая мощные компьютеры с экспериментальными установками, такими как National Spherical Torus Experiment-Upgrade (NSTX-U), возобновление работы которой ожидается в этом году.
Эта связь позволит исследователям анализировать экспериментальные данные почти в реальном времени, не дожидаясь завершения опытов. Замыкая цикл между моделированием, анализом ИИ и живыми экспериментами, STELLAR-AI превращает исследования из прерывистого процесса в непрерывный и адаптивный рабочий поток. В основе платформы лежит гибридный подход: традиционные процессоры выполняют общие задачи, графические – ускоряют обучение ИИ, а новейшие квантовые процессоры будут применяться для решения наиболее сложных проблем.
Исследователи планируют использовать STELLAR-AI в нескольких ключевых проектах. Одним из флагманских направлений станет создание детального «цифрового двойника» установки NSTX-U. Эта виртуальная копия позволит ученым тестировать стратегии управления и новые эксперименты в программной среде, прежде чем применять их на физической машине, что снижает риски и повышает эффективность. Другая крупная инициатива, StellFoundry, сосредоточена на стеллараторах – устройствах синтеза со сложной, закрученной геометрией магнитных полей, проектирование которых традиционно занимает годы.
Платформа является частью более широкой национальной миссии Genesis, запущенной для ускорения научных открытий с помощью ИИ. Отличительной чертой STELLAR-AI является ее обширная партнерская сеть. Проект объединяет опыт национальных лабораторий, ведущих университетов и мировых технологических компаний, а также предполагает прямое сотрудничество с частной термоядерной промышленностью. Такая структура гарантирует, что достижения быстро перейдут из лабораторий в индустрию, укрепляя всю экосистему.
Объединяя искусственный интеллект, суперкомпьютеры и живые эксперименты в единую, специально созданную платформу, STELLAR-AI представляет собой важный шаг вперед для исследований в области термоядерной энергии. В случае успеха это может значительно сократить циклы разработки, снизить затраты и приблизить реальность практической термоядерной энергетики – помогая открыть новую эру чистой и безграничной энергии.