美國能源部選中CFS的SPARC人工智能數字孿生計劃：核聚變與計算的新接點

美國Commonwealth Fusion Systems正在開發的核聚變裝置SPARC，新增了一項連接實驗與計算的開發計劃。美國能源部10月8日宣佈，在“創世使命”第二階段選中了CFS牽頭的人工智能數字孿生項目。能源部公告

重點並不是人工智能已經完成核聚變開發，而是計劃將實驗室積累的計算技術和數據，轉化爲民營企業實驗裝置可用的工具。軟件和數據企業也由此看到與核聚變產業的接點。

數字孿生是在數字空間建立與實物對應的模型，並對照數據理解其行爲的機制。僅以三維展示外觀，並不一定能瞭解運行條件改變後的反應。在核聚變領域，重要的是把等離子體狀態與裝置條件轉換爲計算可處理的形式。

CFS表示，爲優化SPARC運行，將建設與能源部計算資源的連接、訓練數據、人工智能代理模型、運行支持和結果可視化。代理模型是以更快速度近似高計算量模型輸出的模型。CFS開發計劃

目標是規劃每次等離子體實驗，並將所得數據迅速反饋至下一次判斷。但運行支持開發計劃，與實機性能提升已獲驗證的實績，必須區分。

CFS公告列出了普林斯頓等離子體物理實驗室等國家實驗室、麻省理工學院等大學，以及Google DeepMind和NVIDIA等企業。特點在於，開發不只由裝置企業完成，而是組合物理、計算、人工智能和軟件專長。

題圖是參與實驗室之一橡樹嶺國家實驗室的Frontier超級計算機。它是支持大型科學計算設施的例子，並不表明已經向本計劃分配使用資源。Frontier官方介紹

其基礎包括長期核聚變計算積累。普林斯頓等離子體物理實驗室3月17日說明，CFS在SPARC設計中已使用M3D-C1計算代碼，研究整體等離子體不穩定性等問題。這是先前科研和設計積累，與10月新公告不同。實驗室計算技術說明

該實驗室解釋，難以計算等離子體所有現象的每個細節，需要選擇基於物理的近似。評價人工智能加速時，不只要問速度，還要問在什麼條件範圍內可以信任結果。

能源部10月8日公告稱，第二階段新增12個項目合計涉及1.59億美元。不能將這一金額理解爲單獨撥給CFS。

同日公開的官方名單雖列出CFS項目名稱，卻明確說明，入選意味着進入資助談判，並非能源部已經實施資助或承諾提供資金。能源部入選名單

可以確認的是計劃獲選，不能同時認定個別資金已撥付、數字孿生已完成或SPARC已達到目標性能。CFS將SPARC描述爲在建裝置，此次公告也不代表已有輸電或售電實績。

以下是依據公開計劃提出的業務議題。日本軟件企業除了製作人工智能模型，也可以考慮整理數據、評價模型和交接運行的工作。

例如，使用不同實驗數據時，需要確認測量條件、單位、時間和裝置變更歷史是否對應。交付快速預測時，應明確精度對照用的計算或實測、未參與評價的數據，以及模型不擅長的條件。界面易讀性與預測可靠性，是兩種不同質量。

報價時，除模型開發費外，分別列出評價數據準備、計算資源、更新後複測和維護範圍，有助於討論。聯合開發還應確認輸入數據使用權、所建模型再利用及機密信息處理。這些屬於編輯建議，並非此次徵集要求，也不表示已公開面向日本企業的訂單。

今後值得跟蹤的是，模型在何種條件下與實測一致，以及如何用於實驗規劃和判斷。把核聚變數字化作爲業務解讀，關鍵是超越“使用人工智能”的名稱，具體觀察填補計算與實物之間差距的交付成果。