美加強(qiáng)人工智能技術(shù)在聚變能科學(xué)和核物理研究中的應(yīng)用

【本刊2023 年9 月綜合報(bào)道】 2023 年8月，美國能源部三次宣布將為聚變能源科學(xué)和核物理領(lǐng)域科研項(xiàng)目提供總計(jì)1.57 億美元資助，擬使用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和高性能計(jì)算資源推進(jìn)相關(guān)研究。

聚變能科學(xué)研究

能源部兩次宣布為聚變能科學(xué)研究提供總計(jì)1.41 億美元資助。

能源部8 月31 日宣布在“用于聚變能科學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能和數(shù)據(jù)資源”計(jì)劃下為7 個(gè)研究項(xiàng)目提供2900 萬美元資金。這7 個(gè)項(xiàng)目分別是：

?羅切斯特大學(xué)和慧與公司（HPE）合作開展的“應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)來預(yù)測、設(shè)計(jì)和改進(jìn)激光慣性約束聚變技術(shù)的激光聚變內(nèi)爆”；

?橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）“通過堆芯-基座-邊界物理的機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)托卡馬克脈沖模擬”；

?加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、普林斯頓大學(xué)和普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（PPPL）合作開展的“納米材料等離子體合成的主動(dòng)學(xué)習(xí)導(dǎo)向探索和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)控制”；

?麻省理工學(xué)院、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校、HDF 集團(tuán)（HDF Group）、奧本大學(xué)和威廉瑪麗學(xué)院合作開展的“應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)的開放和公平聚變”；

?通用原子能公司（General Atomics）、慧與公司、Sapient AI 公司和加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校合作開展的“用于支持聚變中試廠設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行的聚變裝置學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)平臺(tái)”；

?洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（LANL）、得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校、佛羅里達(dá)大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)“用于減少干擾的聚變能源科學(xué)深度融合加速器”；

?普渡大學(xué)“利用機(jī)器學(xué)習(xí)加深對(duì)等離子-壁相互作用認(rèn)識(shí)的探索和診斷”。

能源部2023 年8 月14 日宣布將為12 個(gè)聚變能科學(xué)研究項(xiàng)目提供總計(jì)1.12 億美元資助。

這些項(xiàng)目將加強(qiáng)能源部“高級(jí)計(jì)算科學(xué)發(fā)現(xiàn)”（SciDAC）計(jì)劃、“聚變能源科學(xué)”（FES）計(jì)劃和“高級(jí)科學(xué)計(jì)算研究”（ASCR）計(jì)劃之間的合作，利用包括超級(jí)計(jì)算機(jī)在內(nèi)的高性能計(jì)算資源推進(jìn)聚變能科學(xué)研究，涉及等離子體動(dòng)力學(xué)仿真、材料科學(xué)、設(shè)施建模和聚變能計(jì)算框架等。

核物理研究

能源部8 月17 日宣布將為15 個(gè)核物理研究項(xiàng)目提供1600 萬美元資助，擬使用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)工具和方法開展核物理實(shí)驗(yàn)、模擬、理論研究以及加速器相關(guān)研究。

這些項(xiàng)目將由8 家能源部國家實(shí)驗(yàn)室和22 所大學(xué)實(shí)施，包括開發(fā)深度學(xué)習(xí)算法，以識(shí)別用于研究極其罕見的核衰變中基本對(duì)稱性物理的獨(dú)特信號(hào)（如果觀察到這一信號(hào)，將證明我們的宇宙為何被物質(zhì)而不是反物質(zhì)主導(dǎo)）；為布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室（BNL）正在建設(shè)的電子離子對(duì)撞機(jī)（EIC）加速器設(shè)計(jì)人工智能驅(qū)動(dòng)的探測器；以及多個(gè)使用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)工具和方法優(yōu)化加速器射束的項(xiàng)目。