英美融合超級計算機聯手研究，共建智能融合模型

英國及美國的兩部融合超級計算機可能會連接起來，以便在來自不同融合裝置的實驗數據上訓練相同的人工智能模型，這或將幫助工程師更快地設計未來的發電廠。提議中的 SUNRISE-STELLAR-AI 聯盟將連接英國原子能管理局（UKAEA）的 SUNRISE 超級計算機和普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）的 STELLAR-AI 平台。研究人員將使用來自牛津郡的 MAST 升級設施和新澤西州 PPPL 的 NSTX-U 設施的數據。

這兩個設施都是設計相似的緊湊型球形託卡馬克，這種相似性有助於研究人員結合實驗結果，訓練出更能預測不同機器中融合等離子體行為的模型。

該夥伴關係於 9 月 14 日在倫敦舉行的全球融合政策峯會上宣佈，並基於 UKAEA 與 PPPL 在 6 月簽署的諒解備忘錄，目前仍處於探索如何連接計算平台的階段。

聯盟的目標與重要性

提議的聯盟將允許兩個超級計算平台使用來自兩個國家實驗室的數據訓練相同的模型。這一點至關重要，因為僅使用一台融合機器的結果訓練的模型在應用於另一台機器時可能會遇到困難。通過結合數據集，研究人員希望構建能夠捕捉更多基本物理的機器學習系統，並做出更可靠的預測。這些計算機還可以通過模擬填補實驗數據集中的空白，擴展研究人員能夠研究的內容，而無需在物理機器上運行每一種情境。

英國原子能管理局工程及計算執行董事 Joe Milnes 表示：「融合是我們時代偉大的科學與工程挑戰之一。為瞭解決這些挑戰，融合需要夥伴關係。美國和英國是融合研究的全球領導者，而 SUNRISE 與 STELLAR-AI 的聯盟將建立在跨大西洋合作的長久歷史基礎上，進一步推進融合發展。」

SUNRISE 是英國首個專注於融合能源的人工智能超級計算機，得到了 4,500 萬英鎊的政府資助。STELLAR-AI 提供了 PPPL 的人工智能和高性能計算能力。計劃中的系統還旨在支持這兩個託卡馬克設施的數碼雙胞胎發展。

數碼雙胞胎的應用

數碼雙胞胎將根據實驗數據創建融合機器的詳細虛擬模型。研究人員可以利用該模型在軟件中測試變更並預測機器行為，然後再將其應用於物理設備。UKAEA 計算項目總監 Rob Akers 指出，兩個實驗室可以結合實驗數據與模擬，探索尚未測試的操作條件。他表示：「我們可以共同開發這兩台機器的數碼雙胞胎，以支持未來融合發電廠的設計，創建更具預測性和可行性的球形託卡馬克模型，最終對融合工程師更具實用價值。」

該聯盟最終可能支持未來項目的工作，包括英國的融合能源生產球形託卡馬克（STEP Fusion）和 PPPL 提議的球形託卡馬克先進反應堆。研究人員還計劃研究如何在這兩個平台之間移動計算任務，儘管它們的硬件不同。這將允許科學家選擇最適合特定計算任務的系統。PPPL 計算科學主管 Shantenu Jha 表示：「我們的目標是讓模型和實驗在這兩個系統之間自由流動。

我們將把一組超級計算機轉變為融合發現的單一引擎。」

提議中的聯盟尚未成為一個運營中的共享超級計算機，合作夥伴仍在研究其技術要求和下一步行動。

英美合作推動融合研究的未來

英美兩國在融合研究領域的合作，標誌著全球科學界對於解決能源挑戰的共同努力。透過結合兩個國家的超級計算資源，研究人員能夠更有效地訓練人工智能模型，這對於未來發電廠的設計至關重要。數碼雙胞胎技術的應用，將使研究人員能夠在虛擬環境中進行實驗，從而降低實際操作的風險和成本。這種跨國合作不僅能加速技術進步，也可能為全球能源轉型帶來新的契機。