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谷歌进军核聚变:联合开发提高核聚变效率新算法

谷歌一直有清洁能源情结。现今,谷歌已不满足于风电、光伏,而是要进军人类的终极能源——核聚变。具体的参与方式,是用算法提高核聚变实验效率,从而使核聚变发电能够早日实现商用。 据英国《 卫报 》 7 月 25 日消息,谷歌正联合美国一家领先的核聚变公司 Tri Alpha 共同开发一种新的计算机算法,以期加快等离子体实验。

Tri Alpha 大有来头:它得到微软联合创始人保罗·艾伦(Paul Allen)的青睐。目前,Tri Alpha 已获得艾伦和高盛 5 亿多美元投资。

在技术路线上,这里的聚变实验装置不是传统的环形 “ 托克马克 ”(Tokamak )。40 多年来,托克马克装置一直是核聚变反应的主要研究工具。但 Tri Alpha 建造了被称为 “ 场反向配置(field-reversed configuration,FRC)” 的独特装置,据说它体积更小、更简单也更廉价。据测算,等离子体随能量的增加变得更稳定,与其他方法中等离子体在加热时更难控制形成对比。

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难题在于,Tri Alpha 需要处理常规模拟不适用的设备限制和等离子体性能,但谷歌的计算资源也无法解决这个问题。为此,Tri Alpha 和谷歌研究部门合作,创建了 “ 验光师算法 ”(Optometrist algorithm),来帮助核聚变实验更有效地产生实验所需的等离子体。新算法让计算机与人类判断相结合,为科学家提供 “ 机器设置和相关结果 ”,人为的输入可以反过来衡量进一步测试的备选方案。

核聚变时,原子在极端温度下相互碰撞融合、释放大量能量,过程异常复杂。核聚变的物理学涉及非线性现象,其中微小的变化就可以产生巨大的结果,这使得整个工程实验具有非常大的挑战性。即使结合谷歌规模化的计算机资源,整件事情(核聚变)也依然超越我们的认知。因此,双方将计算机学习方法与人类研究人员的选择相结合,由计算机向人类专家提供多种选择,人类专家根据直觉选择出他们认为更有希望的选项。

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结合谷歌提供的算法,在 Tri Alpha 公司的 C2-U 机器上进行的实验取得了更快的进展,运行时间从一个月减少到几个小时,这一算法解释了意想不到的控制等离子体的方法。新系统中,等离子体装置运行得更快、能量损耗减少 50%、等离子体总能量增加。

稿源:cnBeta、澎湃新闻网,内容有删减;封面源自网络

 

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