Компания NVIDIA в сотрудничестве с General Atomics и рядом других участников разработала цифровую копию термоядерного реактора, применяя технологии искусственного интеллекта. В реализации проекта участвовали Суперкомпьютерный центр Сан-Диего (SDSC), вычислительный комплекс ALCF в Аргоннской национальной лаборатории (ANL) и вычислительный центр Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (LBNL), как сообщается в пресс-релизе NVIDIA.
Инициатива реализована на базе платформы NVIDIA Omniverse с применением CUDA-X. Для обучения трёх вспомогательных ИИ-моделей, предназначенных для эмуляции функционирования более сложных систем, использовались суперкомпьютеры Polaris в ALCF и Perlmutter в NERSC. Цель проекта — содействие учёным в разработке коммерчески жизнеспособных термоядерных технологий, функционирующих в земных условиях. В General Atomics убеждены, что проведение виртуальных исследований посредством цифровых двойников представляет собой значительный прорыв в области термоядерной энергетики, а сотрудничество с NVIDIA позволяет тестировать, улучшать и проверять концепции гораздо быстрее традиционных методов. Это приближает создание коммерческой термоядерной энергетики.
Поскольку в термоядерных реакторах используется плазма, нагретая до миллионов градусов, прогнозирование её поведения с достаточной скоростью для поддержания работоспособности установок является крайне сложной задачей. Искусственный интеллект кардинально сокращает время моделирования процессов внутри реактора, предоставляя возможность виртуально «взаимодействовать» и анализировать различные режимы работы без угрозы повреждения реального оборудования. Если обычно моделирование поведения плазмы занимает недели даже на самых мощных суперкомпьютерах, то вспомогательные ИИ-модели, обученные на данных, собранных за десятилетия, выполняют расчёты за секунды и продолжают развиваться.
Источник изображения: NVIDIA
Такие вычислительные системы, как EFIT (для анализа равновесного состояния плазмы), CAKE (для моделирования граничных условий) и ION ORB (для расчёта плотности тепловых потоков от ионной эмиссии), предоставляют операторам инструменты для мониторинга устойчивости плазменного шнура в режиме реального времени, минимизируя вероятность аварий и стимулируя научные изыскания. В настоящее время NVIDIA совместно с General Atomics разрабатывают в платформе Omniverse полностью интерактивную цифровую копию токамака DIII-D, используя вычислительные мощности серверов RTX PRO и DGX Spark.
Виртуальный аналог реактора интегрирует показания сенсоров, результаты физического моделирования, конструкторские разработки и упрощённые нейросетевые модели, формируя целостную динамическую среду для оперативного анализа и принятия решений. Цифровой двойник сохраняет синхронизацию с реальной установкой DIII-D, давая возможность международному коллективу из 700 исследователей из сотни институтов тестировать гипотезы и моделировать разнообразные условия без задействования физического оборудования. Критически важные параметры управления можно отработать на виртуальном прототипе, что повышает эффективность подготовки к натурным испытаниям.
Технологии управляемого термоядерного синтеза демонстрируют растущий инвестиционный интерес. В январе компания Helion, специализирующаяся на термоядерных разработках и имеющая стратегическое партнёрство с Microsoft, привлекла финансирование в размере $425 млн. В мае появились сведения о том, что Microsoft рассчитывает на применение искусственного интеллекта для ускорения создания термоядерных реакторов, способных обеспечивать энергией растущие парки ИИ-серверов. В июне стало известно о инвестициях Google в компанию TAE Technologies, занимающуюся перспективными разработками в области термоядерного синтеза.
Первоисточник:
