- Los científicos han desarrollado un chip neuronal superconductor que puede procesar aproximadamente un millón de muestras por segundo.
- El chip puede simular redes neuronales humanas, mejorando la monitorización y control de los reactores de fusión.
- Los experimentos muestran que el chip puede detectar comportamientos anómalos en el plasma y predecir inestabilidades.
- En el futuro, el chip podría aplicarse en campos como la computación cuántica y la seguridad en redes.
Científicos en el estado de Nueva York han creado un innovador chip neuronal superconductor que, según informes, puede procesar aproximadamente un millón de muestras de plasma fusionado por segundo. Este nuevo chip de computadora de superinteligencia (Super Intelligence, SI) fue diseñado por investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven (Brookhaven National Laboratory, BNL) del Departamento de Energía de EE. UU. El proyecto se llevó a cabo en colaboración con el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL), la instalación nacional de fusión DIII-D y la empresa tecnológica Great Sky de Colorado.
Funciones del chip neuronal superconductor
BNL señala que este chip se basa en circuitos superconductores para simular redes neuronales humanas, lo que podría mejorar la forma en que se monitorean y controlan los plasmas calientes en los reactores de fusión. Las pruebas de laboratorio muestran que el chip puede detectar comportamientos anómalos en el plasma y predecir inestabilidades. El director de DIII-D, el Dr. Richard Buttery, comentó: "Es asombroso ver al equipo procesar nuestros datos de tokamak con este innovador chip." El equipo cree que esta tecnología puede respaldar sistemas de control de reactores de fusión más rápidos y confiables.
Los reactores de fusión utilizan campos magnéticos para confinar el plasma caliente a temperaturas extremas de entre 100 y 150 grados Celsius (180 a 270 grados Fahrenheit), que son aproximadamente diez veces la temperatura del núcleo del sol. Sin embargo, las condiciones del plasma pueden cambiar rápidamente, por lo que la monitorización en tiempo real es crucial para mantener su estabilidad. Esto requiere computadoras capaces de procesar grandes cantidades de datos casi en tiempo real, pero los sistemas de computación basados en silicio tradicionales no pueden manejar rápidamente tal volumen de datos. Este innovador chip neuronal superconductor puede procesar señales a velocidades extremadamente altas y utiliza arreglos de circuitos superconductores para simular las conexiones presentes en el cerebro humano.
Para realizar las pruebas, los científicos recopilaron datos de la instalación de investigación de fusión DIII-D, ubicada en California, y llevaron a cabo dos pruebas que evaluaron la capacidad del chip para identificar actividades anómalas en el plasma y predecir perturbaciones. Los datos se recopilaron a una velocidad de un millón de muestras por segundo, y el chip respondió exitosamente a esta velocidad.
El Dr. Shinjae Yoo, director del departamento de IA de CDS y principal investigador del proyecto, afirmó: "Esta es una poderosa nueva plataforma que puede utilizarse para implementar muchos de los algoritmos de SI desarrollados por nuestro equipo en el Laboratorio de Brookhaven." Además, el equipo llevó a cabo un tercer experimento que involucró datos de plasma simulados generados por TORAX. Este sistema fue desarrollado por el equipo de fusión de Google DeepMind y es un simulador de transporte de tokamak diferenciable. Durante el experimento, el chip analizó señales para predecir la ocurrencia de inestabilidades tipo sierra, lo que implica cambios rápidos en las condiciones del plasma.
Aplicaciones potenciales del chip
Los resultados indican que las redes neuronales superconductoras podrían respaldar la monitorización y estabilización del plasma en tiempo real. El director del PPPL, Steven Cowley, destacó la importancia de crear sistemas de control más rápidos para los reactores de fusión. Agregó: "Estamos construyendo máquinas de fusión para la era de SI, y este chip obtiene datos directamente del tokamak, procesando millones de muestras por segundo y manteniendo la velocidad."
Great Sky informó que este dispositivo es su chip neuronal superconductor más grande hasta la fecha. Se ha informado que chips similares podrían encontrar aplicaciones en computación cuántica, seguridad en redes y análisis de datos de rayos X de alta velocidad. Actualmente, el equipo está desarrollando un nuevo chip con una red neuronal diez veces más grande que el diseño existente, con planes de presentar este hardware en BNL a principios de 2027, seguido de pruebas en el tokamak DIII-D durante experimentos de fusión más adelante ese año. Jeff Shainline, fundador y CEO de Great Sky, declaró en un comunicado de prensa: "Esto es solo el comienzo; el diseño de este hardware de IA tiene un gran potencial para aplicaciones en fusión y otras tecnologías de vanguardia."
Impacto del chip neuronal superconductor en la tecnología de fusión
El desarrollo del chip neuronal superconductor marca un avance significativo en la tecnología de fusión, ya que puede procesar grandes volúmenes de datos a velocidades extremadamente altas, lo cual es crucial para mantener la estabilidad del plasma. A medida que la tecnología de reactores de fusión continúa evolucionando, la demanda de sistemas de monitorización y control en tiempo real está en aumento. La aplicación exitosa de este chip no solo puede mejorar la investigación actual en fusión, sino que también podría impulsar el desarrollo en otros campos de alta tecnología, mostrando su potencial en aplicaciones tecnológicas futuras.