北京
这款超导芯片由科罗拉多州的Great Sky公司制造。
美国纽约州的科学家研制出一种首创的超导神经芯片，据称每秒可处理约100万个聚变等离子体样本。
这款新型“超级智能”（SI）计算机芯片由美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室（BNL）的研究人员设计。在该项目中，他们与普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）、DIII-D国家聚变设施以及科罗拉多州科技公司Great Sky合作。
BNL指出，该芯片依靠超导电路来模拟人类神经网络。它最终可能改进聚变反应堆监测和控制高温等离子体的方式。实验室测试表明，该芯片能够检测异常的等离子体行为并预测不稳定性。
“看到团队用这款首创芯片处理我们托卡马克的数据，令人难以置信，”DIII-D主任理查德·巴特里博士说。团队认为，这项技术可支持更快、更可靠的聚变反应堆控制系统。
处理等离子体数据
聚变反应堆利用磁场将高温等离子体约束在1.8亿至2.7亿华氏度（1亿至1.5亿摄氏度）之间。这一极端温度大约是太阳核心温度的10倍。
尽管如此，等离子体条件仍可能迅速变化，因此实时监测对于保持其稳定至关重要。这需要能够几乎即时处理海量数据的计算机。但传统硅基计算系统难以足够快地处理如此大量的数据。
然而，这种新型超导神经芯片能以极高速度处理信号。它采用超导电路，其布局模拟人脑中的连接方式。
为进行测试，科学家从DIII-D托卡马克收集数据。DIII-D托卡马克是由加利福尼亚州通用原子公司运营的聚变研究设施。其中两项测试评估了该芯片发现异常等离子体活动和预测破裂的能力。
数据以每秒100万个样本的速率采集，而该芯片成功应对了这一速度。“这是一个强大的新平台，可用于实现我们布鲁克海文实验室团队正在开发的许多SI算法，”CDS AI部门主任、该项目首席研究员Shinjae Yoo博士说。
等离子体不稳定性
此外，团队开展的第三项实验涉及由TORAX生成的模拟等离子体数据。TORAX是谷歌DeepMind聚变团队开发的一种可微分托卡马克核心输运模拟器。
在实验中，该芯片分析信号，以预测锯齿不稳定性（涉及等离子体条件的快速变化）的发生。结果表明，超导神经网络可能支持实时等离子体监测与稳定化。
PPPL主任史蒂文·考利强调了为聚变反应堆构建更快控制系统的重要性。“我们正在建造SI时代的聚变机器，”他补充说，“这款芯片直接从托卡马克以每秒数百万样本的速度获取数据，并跟上了这一速度。”
Great Sky表示，该设备是其迄今为止最大的超导神经芯片。据报道，类似芯片可用于量子计算、网络安全和高速X射线数据分析。
目前，团队正在开发一款新芯片，其神经网络规模比当前设计大10倍。他们计划于2027年初在BNL展示该硬件，随后于当年晚些时候在DIII-D托卡马克的聚变实验中进行测试。
“这只是开始，”Great Sky创始人兼首席执行官杰夫·沙恩莱恩在新闻稿中总结道。“这种人工智能硬件方法在聚变以及技术前沿的其他应用方面大有可为。”
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