美国能源部选择团队推进聚变研究

美国能源部（DOE）宣布选择来自通用原子公司（GA），圣地亚哥超级计算机中心（SDSC）和加州大学圣地亚哥分校，惠普企业（HPE）和Sapientai的多机构数据科学家团队开发聚变数据平台（FDP），以推进高优先级聚变研究。为了支持这一努力，美国能源部授予该团队为期三年的740万美元赠款。

在GA的领导下，FDP最初将部署在位于加州大学圣地亚哥分校的SDSC。一旦完成，FDP将提供给科学界，以提供对高质量聚变数据的访问，以有效创建可重复的人工智能（AI）/机器学习（ML）模型，以支持在十年时间尺度内设计和运行广泛的聚变试验工厂（FPP）设计和等离子体配置。

由Sapientai和加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程学院Rose Yu和Sicun Gao开发的一套AI / ML建模功能将与该平台集成，使其成为强大的数据和分析工具，满足融合科学界不断增长的需求。

“创建一个强大的AI / ML平台，具有非常大的策划数据集和高效的处理工具，将是聚变能源的变革，”GA聚变数据科学中心负责人兼首席研究员Brian Sammuli说。“通过推进聚变中的AI/ML研究，我们将能够快速解决聚变科学和反应堆开发中的许多剩余挑战。我们期待带领这个团队为科学界提供一个出色的平台，以推进聚变研究并支持第一代聚变能源发电厂的部署。

根据GAITER研究中心高级主任兼负责人Raffi Nazikian的说法，FDP的一项关键任务是通过扩大对高质量融合数据的访问以及大规模处理数据所需的工具来加速AI / ML研究。

“FDP将在集成平台中包含实验和模拟数据。我们正在谈论许多PB的数据，这些数据可以在平台上轻松访问，“Nazikian说。“FDP的成功将通过我们如何满足融合和更广泛的数据科学社区的需求来衡量，包括来自大学，国家实验室和工业界的学生和研究人员。

SDSC主任Frank Würthwein是加州大学圣地亚哥分校物理系和Halıcıoğlu数据科学研究所的教授，他说FDP是利用聚变数据的力量推动聚变能源发展的重要一步。

“GA和SDSC有着近40年的悠久历史，这是我们合作推进聚变能源科学和教育的新篇章的开始，”Würthwein指出。

惠普实验室（Hewlett Packard Labs）的HPE研究员兼AI研究实验室主任Paolo Faraboschi表示，他的团队很高兴能够帮助建立一个强大的融合数据平台。“FDP的独特功能包括用户能够访问，理解和利用先前的数据和AI管道来推进他们的研究并构建可重复，可认证的AI / ML模型。我们期待与科学界就FDP合作，帮助实现聚变能源发展的十年愿景。

Sapientai的创始人兼首席执行官Craig Michoski也指出，他的团队很高兴参与FDP项目。“这是一组非凡的合作机构，我们对FDP项目将在整个融合领域取得成功和影响抱有很高的期望，”他说。“我们认为数据驱动的科学和技术进步的时代已经到来，我们非常兴奋地看到这些工具如何应用于能源部聚变数据的宝库，可以推动该领域的发展，并加速商业聚变能源的发展。

支持数据知情的 FPP 设计

为了达到与能源生产相关的聚变条件，FPP必须在超过1亿摄氏度的温度下维持等离子体 – 大约是太阳中心温度的十倍。在磁约束聚变中，等离子体使用强大的电磁铁进行控制，这些电磁铁塑造和限制过热气体。在如此极端的温度下，等离子体可能会表现出不稳定性，这可能导致它们暂时破坏磁场并与聚变机的内壁相互作用，这可能会降低效率甚至造成损坏。成功设计能够解决这些和其他类型的不稳定性的FPP需要强大的数据集来模拟和预测设计中的等离子体行为。

FDP将通过使大规模聚变数据更易于访问和分析来帮助满足这一需求。多机构团队将利用其重要的AI / ML行业专业知识，将FDP开发为能够在分布式计算设施中集体利用的资源。

FDP将利用GA可扩展的，特定于融合的数据处理工具TokSearch，以所需的规模处理和管理数据集。该团队还将借鉴慧与的通用元数据框架，创建可重现的工作流程，包括元数据跟踪、源代码集成和数据版本控制。系统将纳入一个发布门户，以促进搜索和发现这些精选数据集。由Sapientai和加州大学圣地亚哥分校开发的一套AI / ML建模功能将与该平台集成，使其成为满足融合科学界不断增长的需求的强大数据和分析工具。

关于团队

圣地亚哥超级计算机中心成立于1985年，是美国首批超级计算机中心之一，由美国国家科学基金会与加州大学圣地亚哥分校和GA合作。 SDSC为包括工业界和学术界在内的国家研究界提供资源，服务和专业知识，并具有Expanse，Voyager和国家研究平台超级计算机和创新计算系统。Expanse通过以数据为中心的架构、公共云集成和最先进的GPU来支持SDSC的“计算无边界”主题，以整合实验设施和边缘计算。Voyager是首款具有训练和推理加速器的实验系统，可提供高性能、高效率的AI计算，支持一系列科学和工程领域的AI研究。国家研究平台提供了一个全国分布式的数据和计算平台，带有用于人工智能的GPU和FPGA，以及一个内容交付系统，在四大洲的互联网骨干网中具有数据缓存。

慧与是一家全球性的边缘到云公司，通过释放无处不在的所有数据的价值，帮助组织加速实现成果。数十年来，慧与一直在重新构想未来，不断创新，以改善人们的生活和工作方式，提供独特、开放和智能的技术解决方案即服务。

Sapientai LLC将ML和AI与数据密集型科学相结合，特别是在核聚变和等离子体物理学方面。他们提供多功能软件解决方案，包括现成的应用程序以及量身定制的服务。凭借对合作的坚定信念，Sapientai鼓励创新的研究伙伴关系。他们的工作与能源部的使命一致，致力于推进科学前沿。

自原子时代开始以来，通用原子公司的创新推动了从核能和国防到医学和高性能计算的全方位科学和技术的最新技术。在由科学家、工程师和专业人士组成的才华横溢的全球团队背后，GA 的独特经验和能力继续提供安全、可持续、经济和创新的解决方案，以满足不断增长的全球需求。