Nvidia в союзе с General Atomics, Калифорнийским университетом в Сан-Диего, Аргоннской национальной лабораторией и Национальным энергетическим исследовательским научным центром (NERSC) разработала высокоточный цифровой двойник термоядерного реактора для исследований в сфере управляемой термоядерной энергетики с использованием искусственного интеллекта. Виртуальный двойник приблизит момент создания настоящего реактора, сократив затраты и время.
Пять причин полюбить HONOR X8c
Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные
HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники
Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл
Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия
Пять причин полюбить HONOR Pad V9
Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету
Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro
Несмотря на десятилетия усилий учёных множества стран, практичный термоядерный реактор — или искусственное Солнце на Земле — остаётся далёкой мечтой. В земных условиях невозможно создать то давление, которое испытывают атомы водорода внутри звезды, чтобы слиться и синтезировать атом гелия. Поэтому приходится увеличивать нагрев плазмы — ионизированных ядер водорода — чтобы повысить шансы на слияние, преодолев кулоновское отталкивание между ядрами. Температура плазмы в термоядерных реакторах должна приближаться к 150 млн ℃ и даже превышать её — то есть быть в 10 раз выше, чем в ядре Солнца. В таких условиях плазма крайне нестабильна, и её удержание становится первоочерёдной задачей, которую и будет решать ИИ на цифровом двойнике реактора.
Цифровой двойник будет создан на платформе Nvidia Omniverse с использованием CUDA-X. Платформа позволит моделировать поведение плазмы в реальном времени, сокращая длительность симуляций с недель до секунд. Для этого также на суперкомпьютерах Polaris (в ALCF) и Perlmutter (в NERSC) были натренированы три суррогатных ИИ — упрощённые модели, имитирующие поведение плазмы в заданных условиях. Они обеспечат предсказание поведения плазмы для более точного управления реактором в режиме реального времени. Во-первых, это позволит избежать ошибок, способных повредить реактор. Во-вторых, такие предсказания помогут исключить ошибочные и тупиковые решения, сокращая длительность исследовательских циклов.
Созданный в партнёрстве Nvidia и научных коллективов цифровой двойник термоядерного реактора DIII-D получает данные с сенсоров реального реактора, которые затем используются для симуляций с привлечением набора моделей и суррогатных ИИ: EFIT — для оценки равновесия плазмы, CAKE — для определения её границ, ION ORB — для расчёта плотности теплового потока от ионов. Все данные объединяются в единую интерактивную среду на базе Nvidia RTX PRO и DGX Spark. Платформа Omniverse обеспечивает динамическое взаимодействие, а CUDA-X — ускорение вычислений. Система синхронизируется с физическим реактором, позволяя 700 учёным из 100 организаций проводить смелые эксперименты в виртуальной среде — без риска последствий.
На выходе проекта получается нечто вроде «термоядерного ускорителя», сочетающего физику, вычисления и алгоритмы для исследований в реальном времени, предсказаний и оптимизации дизайна реакторов.
