美国能源部选中CFS的SPARC人工智能数字孪生计划：核聚变与计算的新接点

美国Commonwealth Fusion Systems正在开发的核聚变装置SPARC，新增了一项连接实验与计算的开发计划。美国能源部10月8日宣布，在“创世使命”第二阶段选中了CFS牵头的人工智能数字孪生项目。能源部公告

重点并不是人工智能已经完成核聚变开发，而是计划将实验室积累的计算技术和数据，转化为民营企业实验装置可用的工具。软件和数据企业也由此看到与核聚变产业的接点。

数字孪生是在数字空间建立与实物对应的模型，并对照数据理解其行为的机制。仅以三维展示外观，并不一定能了解运行条件改变后的反应。在核聚变领域，重要的是把等离子体状态与装置条件转换为计算可处理的形式。

CFS表示，为优化SPARC运行，将建设与能源部计算资源的连接、训练数据、人工智能代理模型、运行支持和结果可视化。代理模型是以更快速度近似高计算量模型输出的模型。CFS开发计划

目标是规划每次等离子体实验，并将所得数据迅速反馈至下一次判断。但运行支持开发计划，与实机性能提升已获验证的实绩，必须区分。

CFS公告列出了普林斯顿等离子体物理实验室等国家实验室、麻省理工学院等大学，以及Google DeepMind和NVIDIA等企业。特点在于，开发不只由装置企业完成，而是组合物理、计算、人工智能和软件专长。

题图是参与实验室之一橡树岭国家实验室的Frontier超级计算机。它是支持大型科学计算设施的例子，并不表明已经向本计划分配使用资源。Frontier官方介绍

其基础包括长期核聚变计算积累。普林斯顿等离子体物理实验室3月17日说明，CFS在SPARC设计中已使用M3D-C1计算代码，研究整体等离子体不稳定性等问题。这是先前科研和设计积累，与10月新公告不同。实验室计算技术说明

该实验室解释，难以计算等离子体所有现象的每个细节，需要选择基于物理的近似。评价人工智能加速时，不只要问速度，还要问在什么条件范围内可以信任结果。

能源部10月8日公告称，第二阶段新增12个项目合计涉及1.59亿美元。不能将这一金额理解为单独拨给CFS。

同日公开的官方名单虽列出CFS项目名称，却明确说明，入选意味着进入资助谈判，并非能源部已经实施资助或承诺提供资金。能源部入选名单

可以确认的是计划获选，不能同时认定个别资金已拨付、数字孪生已完成或SPARC已达到目标性能。CFS将SPARC描述为在建装置，此次公告也不代表已有输电或售电实绩。

以下是依据公开计划提出的业务议题。日本软件企业除了制作人工智能模型，也可以考虑整理数据、评价模型和交接运行的工作。

例如，使用不同实验数据时，需要确认测量条件、单位、时间和装置变更历史是否对应。交付快速预测时，应明确精度对照用的计算或实测、未参与评价的数据，以及模型不擅长的条件。界面易读性与预测可靠性，是两种不同质量。

报价时，除模型开发费外，分别列出评价数据准备、计算资源、更新后复测和维护范围，有助于讨论。联合开发还应确认输入数据使用权、所建模型再利用及机密信息处理。这些属于编辑建议，并非此次征集要求，也不表示已公开面向日本企业的订单。

今后值得跟踪的是，模型在何种条件下与实测一致，以及如何用于实验规划和判断。把核聚变数字化作为业务解读，关键是超越“使用人工智能”的名称，具体观察填补计算与实物之间差距的交付成果。