據(jù)英國《衛(wèi)報》7月25日消息，谷歌正在聯(lián)合美國一家領(lǐng)先的核聚變公司Tri Alpha共同開發(fā)一種新的計算機算法，以期加快等離子體實驗。
Tri Alpha大有來頭：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，這里的聚變實驗裝置不是傳統(tǒng)的環(huán)形“托克馬克”(Tokamak )。40多年來，托克馬克裝置一直是核聚變反應的主要研究工具。但Tri Alpha建造了被稱為“場反向配置(field-reversed configuration，F(xiàn)RC)”的獨特裝置，據(jù)說它體積更小、更簡單也更廉價。據(jù)測算，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更難控制形成對比。
難題在于，Tri Alpha需要處理常規(guī)模擬不適用的設備限制和等離子體性能。但谷歌的計算資源也無法解決這個問題。為此，Tri Alpha和谷歌研究部門合作，創(chuàng)建了“驗光師算法”(Optometrist algorithm)，來幫助核聚變實驗更有效地產(chǎn)生實驗所需的等離子體。新算法讓計算機與人類判斷相結(jié)合，為科學家提供“機器設置和相關(guān)結(jié)果”，人為的輸入可以反過來衡量進一步測試的備選方案。
核聚變時，原子在極端溫度下相互碰撞融合、釋放大量能量，過程異常復雜。核聚變的物理學涉及非線性現(xiàn)象，其中微小的變化就可以產(chǎn)生巨大的結(jié)果，這使得整個工程實驗具有非常大的挑戰(zhàn)性。
“即使結(jié)合谷歌規(guī)?；挠嬎銠C資源，整件事情(核聚變)也依然超越我們的認知?！惫雀杓铀倏茖W團隊成員Ted Baltz說。因此，雙方將計算機學習方法與人類研究人員的選擇相結(jié)合，由計算機向人類專家提供多種選擇，人類專家根據(jù)直覺選擇出他們認為更有希望的選項。
“我們把這個問題解決了，讓一個專業(yè)的人類等離子體物理學家找到他/她認為有趣的等離子體行為，而且這樣做時我們不會破壞機器。” Baltz說，這是一個經(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機器上進行的實驗取得了更快的進展，運行時間從一個月減少到幾個小時。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《科學報告》雜志上。新系統(tǒng)中，等離子體裝置運行得更快、能量損耗減少50%、等離子體總能量增加。
“沒有先進的計算能力，獲得這樣的結(jié)果可能需要幾年時間?！?Tri Alpha總裁兼首席技術(shù)官Michl Binderbauer說，公司的目標是在10年內(nèi)實現(xiàn)核聚變發(fā)電。最近美國前能源部長歐內(nèi)斯特·莫尼茲(Ernest Moniz)也加入了公司董事會。
20世紀50年代以來，科學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)域目前尚未實現(xiàn)實用化，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“國際熱核聚變實驗堆(ITER)”這一項目上。
近年來，由世界超級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，欲與政府出資主導的大型核聚變項目一較高下。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)域歷來的沉悶氣氛。
