據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》7月25日消息，谷歌正在聯(lián)合美國(guó)一家領(lǐng)先的核聚變公司Tri Alpha共同開發(fā)一種新的計(jì)算機(jī)算法，以期加快等離子體實(shí)驗(yàn)。
Tri Alpha大有來(lái)頭：它得到了微軟聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫(Paul Allen)的青睞。目前，Tri Alpha已經(jīng)獲得艾倫和高盛5億多美元的投資。
在技術(shù)路線上，這里的聚變實(shí)驗(yàn)裝置不是傳統(tǒng)的環(huán)形“托克馬克”(Tokamak )。40多年來(lái)，托克馬克裝置一直是核聚變反應(yīng)的主要研究工具。但Tri Alpha建造了被稱為“場(chǎng)反向配置(field-reversed configuration，F(xiàn)RC)”的獨(dú)特裝置，據(jù)說(shuō)它體積更小、更簡(jiǎn)單也更廉價(jià)。據(jù)測(cè)算，等離子體隨能量的增加變得更穩(wěn)定，與其他方法中等離子體在加熱時(shí)更難控制形成對(duì)比。
難題在于，Tri Alpha需要處理常規(guī)模擬不適用的設(shè)備限制和等離子體性能。但谷歌的計(jì)算資源也無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題。為此，Tri Alpha和谷歌研究部門合作，創(chuàng)建了“驗(yàn)光師算法”(Optometrist algorithm)，來(lái)幫助核聚變實(shí)驗(yàn)更有效地產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的等離子體。新算法讓計(jì)算機(jī)與人類判斷相結(jié)合，為科學(xué)家提供“機(jī)器設(shè)置和相關(guān)結(jié)果”，人為的輸入可以反過(guò)來(lái)衡量進(jìn)一步測(cè)試的備選方案。
核聚變時(shí)，原子在極端溫度下相互碰撞融合、釋放大量能量，過(guò)程異常復(fù)雜。核聚變的物理學(xué)涉及非線性現(xiàn)象，其中微小的變化就可以產(chǎn)生巨大的結(jié)果，這使得整個(gè)工程實(shí)驗(yàn)具有非常大的挑戰(zhàn)性。
“即使結(jié)合谷歌規(guī)模化的計(jì)算機(jī)資源，整件事情(核聚變)也依然超越我們的認(rèn)知?！惫雀杓铀倏茖W(xué)團(tuán)隊(duì)成員Ted Baltz說(shuō)。因此，雙方將計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)方法與人類研究人員的選擇相結(jié)合，由計(jì)算機(jī)向人類專家提供多種選擇，人類專家根據(jù)直覺(jué)選擇出他們認(rèn)為更有希望的選項(xiàng)。
“我們把這個(gè)問(wèn)題解決了，讓一個(gè)專業(yè)的人類等離子體物理學(xué)家找到他/她認(rèn)為有趣的等離子體行為，而且這樣做時(shí)我們不會(huì)破壞機(jī)器?！? Baltz說(shuō)，這是一個(gè)經(jīng)典例子，人類和電腦在一起工作，比各自分開工作表現(xiàn)更好。
結(jié)合谷歌提供的算法，在Tri Alpha公司的C2-U機(jī)器上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)取得了更快的進(jìn)展，運(yùn)行時(shí)間從一個(gè)月減少到幾個(gè)小時(shí)。這一算法解釋了意想不到的控制等離子體的方法，相關(guān)研究發(fā)表發(fā)表在7月25日的《科學(xué)報(bào)告》雜志上。新系統(tǒng)中，等離子體裝置運(yùn)行得更快、能量損耗減少50%、等離子體總能量增加。
“沒(méi)有先進(jìn)的計(jì)算能力，獲得這樣的結(jié)果可能需要幾年時(shí)間?！?Tri Alpha總裁兼首席技術(shù)官M(fèi)ichl Binderbauer說(shuō)，公司的目標(biāo)是在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電。最近美國(guó)前能源部長(zhǎng)歐內(nèi)斯特·莫尼茲(Ernest Moniz)也加入了公司董事會(huì)。
20世紀(jì)50年代以來(lái)，科學(xué)家們一直在開展核聚變相關(guān)工作。盡管有60年和數(shù)十億美元的投入研究，該領(lǐng)域目前尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，商業(yè)規(guī)模的核聚變?nèi)杂锌赡苄枰獛资曛谩，F(xiàn)在，全世界都將希望寄托在“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)”這一項(xiàng)目上。
近年來(lái)，由世界超級(jí)富豪贊助和支持的核聚變創(chuàng)業(yè)公司，正在向這一技術(shù)革命發(fā)起沖擊，欲與政府出資主導(dǎo)的大型核聚變項(xiàng)目一較高下。除Tri-Alpha外，獲得加拿大石油公司Cenovus和亞馬遜CEO杰夫·貝佐斯等投資方支持的通用聚變公司(General Fusion)，位于英國(guó)牛津的托卡馬克能源公司(Tokamak Energy)，都是一鳴驚人的新星企業(yè)，打破了核聚變領(lǐng)域歷來(lái)的沉悶氣氛。
