line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 隨著人工智能（AI）加速向各行各業(yè)滲透，其在核聚變領(lǐng)域也掀起新一波科研與應(yīng)用的探索熱潮。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 4月21日，一場(chǎng)“受控核聚變與人工智能技術(shù)”為主題的學(xué)術(shù)會(huì)議在河北廊坊舉行。會(huì)議由核學(xué)會(huì)核聚變與等離子體物理分會(huì)主辦，吸引學(xué)界和業(yè)界近200位頭部*人才參加。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 在三天時(shí)間里，上百位*以主旨報(bào)告、墻報(bào)張貼的方式分享各分支板塊對(duì)聚變領(lǐng)域人工智能研究的*成果與經(jīng)驗(yàn)，涉及AI在核聚變裝置運(yùn)行控制中的應(yīng)用、受控核聚變的智能模擬、聚變裝置數(shù)字化與智能化平臺(tái)等多個(gè)前沿課題。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 有*在現(xiàn)場(chǎng)接受媒體采訪時(shí)直言，在高溫導(dǎo)技術(shù)與人工智能的加持下，聚變研發(fā)正從“永遠(yuǎn)50年”進(jìn)入“10—20年”窗口期，商業(yè)公司的高效運(yùn)作可能進(jìn)一步縮短時(shí)間。目前，業(yè)內(nèi)開始傾向于形成一個(gè)新共識(shí)——*快在2035年，就有望看到聚變商業(yè)應(yīng)用的曙光。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> AI賦能作用開始顯現(xiàn)

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “近年來，AI在等離子體物理與可控核聚變研究領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的賦能作用。深度學(xué)、強(qiáng)化學(xué)等前沿算法技術(shù)被引入，應(yīng)用于等離體模型程序的加速計(jì)算、復(fù)雜物理現(xiàn)象的實(shí)時(shí)識(shí)別與預(yù)測(cè)，以及聚變裝置智能化運(yùn)行控制等場(chǎng)景，帶來一系列令人鼓舞的技術(shù)突破?！焙斯I(yè)西南物理研究（以下簡(jiǎn)稱“西物”）聚變科學(xué)所委書記李永革在會(huì)上指出。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 那么，AI究竟能為可控聚變帶來哪些助力？

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “等離子體的約束與控制是聚變的關(guān)鍵難題。”北京大學(xué)應(yīng)用物理與技術(shù)研究中心特聘研究員康煒解釋，在聚變研究中，等離子體需要控制的參數(shù)高達(dá)上百個(gè)，以前只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)形成方案，難以支撐實(shí)時(shí)應(yīng)用，但在引入AI后就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的協(xié)調(diào)控制，并快速迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而大大加速穩(wěn)態(tài)控制實(shí)現(xiàn)的可能性。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 2022年12月，美國(guó)*點(diǎn)火裝置NIF在AI助力下*實(shí)現(xiàn)能量輸出大于激光能量輸入（能量增益Q>1）的可控核聚變反應(yīng)突破，在理論上驗(yàn)證了核聚變商業(yè)化的可能性。2023年，普林斯頓大學(xué)研究人員利用美國(guó)DIII-D*核聚變?cè)O(shè)施的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出一種人工智能模型，能夠提前300毫秒預(yù)測(cè)被稱為“撕裂模不穩(wěn)定性”的聚變堆等離子體不穩(wěn)定性，有效避免了因等離子體不穩(wěn)定導(dǎo)致的核聚變反應(yīng)中斷。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 在，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過部署應(yīng)用數(shù)據(jù)模擬器，可將聚變實(shí)驗(yàn)裝置中生成一炮（核聚變實(shí)驗(yàn)的一次等離子體放電過程稱為一炮——編者注）控制策略的耗時(shí)從數(shù)天壓縮至0.5小時(shí)，這在環(huán)流三號(hào)上已得到驗(yàn)證。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 《能源報(bào)》記者從會(huì)上獲悉，環(huán)流三號(hào)先后與之江實(shí)驗(yàn)室、浙江大學(xué)、南開大學(xué)、北京大學(xué)開展人工智能相關(guān)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)提案，以破裂預(yù)測(cè)、EFIT-NN為代表的人工智能模塊已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)常態(tài)化運(yùn)行。此外，新奧集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱“新奧”）則以數(shù)智球形環(huán)裝置為載體，著眼于聚變反應(yīng)堆從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)行全生命周期的安全管理需求加速聚變研發(fā)，目前在聚變數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)字孿生系統(tǒng)、智能控制方面取得一系列進(jìn)展。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 另外，AI還可以在聚變相關(guān)知識(shí)整理和積累方面發(fā)揮重要作用，讓不同背景的人才能快速進(jìn)入聚變領(lǐng)域。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “人工智能將引發(fā)聚變的研發(fā)范式產(chǎn)生巨變，從而加速聚變研發(fā)進(jìn)程?！毙聤W能源研究長(zhǎng)劉敏勝接受《能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示，目前新奧已開發(fā)聚變領(lǐng)域的大模型數(shù)據(jù)庫，結(jié)合大模型技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，顯著提高科研人員的學(xué)效率；2024年，新奧在“玄龍-50U”裝置上實(shí)現(xiàn)利用人工智能技術(shù)對(duì)等離子位形的控制，并基于神經(jīng)算子方法，開發(fā)裝置的數(shù)字孿生系統(tǒng)，多物理場(chǎng)耦合仿真的速度相較傳統(tǒng)商業(yè)軟件提高了4個(gè)量級(jí)。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 可控核聚變按下加速鍵

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 從2022年NIF實(shí)現(xiàn)凈能量增益，到今年1月托卡馬克裝置（如EAST）實(shí)現(xiàn)千秒級(jí)高約束模運(yùn)行，再至今年3月環(huán)流三號(hào)首次突破電子、離子溫度“雙億”攝氏度，以及近日“玄龍-50U”氫硼等離子體實(shí)現(xiàn)百萬安培電流，一系列階段性突破均表明，聚變的科學(xué)可行性將得到全面驗(yàn)證。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “NIF目前已實(shí)現(xiàn)約5倍的能量輸出與激光能量輸入比(Q=5)。”康煒表示，從這一點(diǎn)上看，可控核聚變已實(shí)現(xiàn)，下一步業(yè)界非?？春闷渖虡I(yè)化。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 值得注意的是，近年來，全球范圍內(nèi)“*隊(duì)”之外的私人資本在聚變領(lǐng)域日漸活躍。有數(shù)據(jù)顯示，近五年，全球私人資本在聚變領(lǐng)域的投入已50億美元，遠(yuǎn)政府項(xiàng)目。截至2024年底，全球核聚變行業(yè)已集聚45家民營(yíng)公司，2024年投入私營(yíng)聚變公司的公共資金增長(zhǎng)了50%以上。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 多位*一致認(rèn)為，隨著相關(guān)技術(shù)突破及資本涌入，可控核聚變商業(yè)化已按下加速鍵。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 比如，新奧計(jì)劃在2035年建成商業(yè)示范堆，而美國(guó)Helion、星環(huán)聚能則計(jì)劃在更早的2030年前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，遠(yuǎn)早于此前業(yè)內(nèi)普遍期待的“2050年之后”。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 在康煒看來，當(dāng)下行業(yè)信心大增的原因有兩個(gè)：一是在磁約束領(lǐng)域，近年來高溫導(dǎo)技術(shù)已開始逐漸大規(guī)模轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用，極大降低磁體相關(guān)的設(shè)備制造成本，豐富了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；二是人工智能的突然爆發(fā)，對(duì)聚變界形成極大推動(dòng)。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 從當(dāng)前行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)看，聚變界對(duì)于人工智能的關(guān)注度絲毫不亞于國(guó)際，近兩年與之相關(guān)的項(xiàng)目正呈現(xiàn)多點(diǎn)開花、全面爆發(fā)之勢(shì)。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “西物在受控核聚變與人工智能的交叉領(lǐng)域已有15余項(xiàng)相關(guān)領(lǐng)域科研課題，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)智能分析與預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的仿真建模，聚變裝置智能化運(yùn)行等方面形成了典型應(yīng)用能力。”李永革說，“我們切實(shí)感受到人工智能技術(shù)為聚變領(lǐng)域注入的新活力。”

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “這兩年，我們團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)每年都翻倍增長(zhǎng)?！笨禑樢嗵寡?，“今后5—10年，聚變都將是一個(gè)非?；馃岬男袠I(yè)。在國(guó)際上沒有技術(shù)代差的情況下，基于國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈綜合制造優(yōu)勢(shì)，相信*快實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電的裝置一定在。”

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 生態(tài)融合有待加碼

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 在聚變研究中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)境復(fù)雜，獲取高質(zhì)量、完整的數(shù)據(jù)面臨諸多困難，這將對(duì)AI模型的訓(xùn)練效果和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性產(chǎn)生極大影響。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “雖然目前人工智能在聚變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、控制、破裂預(yù)測(cè)等各分支領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，但應(yīng)用深度只處于起步階段?！惫枮I工業(yè)大學(xué)教授王曉鋼指出，通過60多年的探索，我國(guó)在聚變領(lǐng)域已積累大量數(shù)據(jù)，為下一步人工智能的深度探索奠定了良好基礎(chǔ)?！暗诟鲉挝欢加袛?shù)據(jù)保密要求的情況下，現(xiàn)在面臨的*挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)共享?！?/span>

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 另一方面，AI和聚變都有各自的語言范式，若將AI應(yīng)用于聚變研究，需要既懂AI又懂聚變的復(fù)合型人才，但目前這類人才全面缺乏，而且跨學(xué)科合作也面臨諸多障礙。“在這種情況下，AI和聚變兩方都必須以開放的心態(tài)去聆聽、理解對(duì)方的語言，以此形成真正的交互?！毙聤W能源研究聚變?nèi)斯ぶ悄芸茖W(xué)家趙寒月說。

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> “實(shí)際上，目前聚變?nèi)蕴幱谝陨疃葘W(xué)、強(qiáng)化學(xué)為主的‘小模型’時(shí)代?！壁w寒月指出，外部大模型技術(shù)的飛速發(fā)展，給聚變行業(yè)帶來新機(jī)遇?！按竽Ｐ涂梢酝ㄟ^建立行業(yè)的知識(shí)平臺(tái)，達(dá)到know—what的程度，但在聚變研究中更需要的是解決實(shí)際問題，這就需要至少到know—how的程度。聚變大模型目前朝著這個(gè)方向探索，未來有望對(duì)加速聚變研發(fā)發(fā)揮出關(guān)鍵作用?！?/span>

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 趙寒月認(rèn)為，聚變與人工智能兩個(gè)*領(lǐng)域的交叉需要全行業(yè)共同參與?！霸诖竽Ｐ皖I(lǐng)域，DeepSeek以開源方式戰(zhàn)勝了閉源，獲得爆發(fā)式增長(zhǎng)。和大模型類似，聚變未來也應(yīng)該是開放的，要把各種可能的能力、資源都融進(jìn)來，以生態(tài)融合推動(dòng)快速發(fā)展。聚變?nèi)斯ぶ悄茴I(lǐng)域更應(yīng)該這樣，因?yàn)榧夹g(shù)爆發(fā)太快，閉源就是固步自封?！?/span>

line;text-indent:2em;font-size:20rem !important;"> 據(jù)了解，新奧目前與北京大學(xué)、南開大學(xué)等多家高校開展戰(zhàn)略合作，成立了聚變智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，致力于開展聚變物理與人工智能學(xué)科交叉研究，為行業(yè)培養(yǎng)高端后備人才，加速聚變技術(shù)突破。

line;text-indent:2em;text-align:justify;font-size:20rem !important;">