Google 用演算法參戰「人造太陽」競賽!加速核融合實驗、減少 50% 能源消耗

作者 | 發布日期 2017 年 07 月 31 日 8:34 | 分類 Google , 尖端科技 , 核能 follow us in feedly

只要能夠駕馭讓太陽產生能量的核融合反應,就能擁有取之不盡的乾淨能源。然而,要產生穩定的核融合反應並不容易,需要精準控制幾乎數不清的條件,科學家已經為此實驗超過數十年。




為了加快研究進行,擁有強大計算能力的 Google Research 和核融合公司 Tri-Alpha Energy 合作,已經成功濃縮實驗時間、減少過程中 50% 能量消耗,也讓我們距離擁有「人造太陽」更近一步了。

演算法結合電腦學習和人類判斷

核融合反應是藉由兩個氫原子結合成一個原子的過程中,所釋放的大量能量,不過由於氫原子本身都帶正電,因此必須給予極高的溫度和壓力才能讓原子接近彼此。不僅如此,核融合的物理特性包含非常多非線性現象,光是細微改變就可能造成巨大改變,且需要考量的變數幾乎數不清,也讓研究人員要控制實驗過程相當困難。

這時候,便需要 Google 的計算能力,不過,複雜性極高的核融合實驗,就連 Google 的計算能力都無法勝任。「所有事情都遠超乎我們所知的一切,儘管是在 Google 規模的電腦資源下。」Google 軟體工程師 Ted Baltz 表示,因此,他們決定結合電腦學習和人類判斷。

Google 演算法如何幫上忙?

Google 開發出一套名為「Optometrist」的電腦演算法,先模擬不同變數組合下可能產生的結果,再讓人類專家依照經驗選擇較容易成功的組合,由於不需要真正手動進行每次實驗,也顯著縮短實驗需要時間。「如果少了高等電腦計算能力,要得出這樣的結果需要耗上幾年的時間。」Baltz 說。

Baltz 指出,他們將問題簡化為:「讓我們試著找出等離子體(核融合元素之一)專家對哪些現象感興趣,而且我們進行時不會弄壞那些機器。」「這就是人類和電腦合作達到更好結果的最佳示範。」他說。

研究成果發表在《Scientific Reports》期刊上。最終,他們成功將一般來說需要一個月時間的實驗,縮短至只需幾小時。另外,雖然過去已能成功在實驗室中進行核融合反應,但需要輸入的能量高於輸出能量,而這次研究有效降低 50% 的能量消耗,讓實驗後產生的總能源因此增加,離產生「正能量流」的核融合反應技術更靠近。

(本文由 數位時代 授權轉載;首圖來源:Tri Alpha Energy)

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