日本國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構（QST）和NTT宣佈，成功開發出了一種利用AI預測大型核融合裝置電漿約束磁場的方法，並預計將在大型托卡馬克型超導電漿實驗裝置JT-60SA上安裝應用。
JT-60SA全景圖（供圖：QST）
圖1左圖：針對電漿邊界處的磁力線，本研究開發的方法與既往方法得到了一致的結果（既往方法在原理上無法對電漿內部進行重新框架）
右圖：將本研究開發的方法應用於JT-60SA的實際電漿，並對其有效性進行了評估（供圖：QST）
QST和NTT採用了混合專家模型（MoE：Mixture of Experts）技術，通過使用即時變化的情況對最優AI模型進行加權整合，從而實現對電漿的高精度預測，並將其應用於JT-60SA裝置，對實際的電漿約束磁場進行了評估。
最終，研究雙方在世界上首次成功地利用AI，無需進行複雜計算，再現了取決於磁場結構的電漿的位置和形狀，其精度達到了實際電漿控制所需的水平（～1釐米：相當於世界最大電漿尺寸的約1%，此為全球最高精度）。
在電漿中存在不穩定狀態波動電流的情況下，使用單一AI模型會導致電漿約束磁場的重新框架精度下降，但通過採用MoE，狀態監視/指令控制AI能夠對狀態AI模型進行恰當的加權處理，因此即使在極端情況下，也能精確地評估電漿約束磁場。
既往的基於物理法則的解析重新框架方法，雖然在原理上可以控制電漿邊界（周邊）位置和形狀的連續變化，但通過本次新開發的方法，使原本無法實現的電漿內部電流與壓力分布等關鍵參數的調控成為可能，這些分佈對避免電漿不穩定性至關重要，並有望實現對多個控制量的即時控制，而這是傳統方法無法做到的。
該成果對於JT-60SA未來的加熱實驗具有重要意義，特別是在高溫電漿的即時控制方面，該技術有望應用於能以少量測量裝置實現大尺度電漿控制的ITER和原型反應堆等，為核融合爐的電漿預測控制提供突破性的解決方案。
QST和NTT於2020年簽署了合作協定，致力於開展開創性的環境能源技術研究。此次取得成果後，QST和NTT決定進一步延長合作協定。
未來，QST和NTT將繼續合作，將NTT推進的IOWN構想等先進技術應用於核融合研究開發，致力於推動核融合能源的早期實用化。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
