星を瓶詰めする競争は今、AIの力で動いています。
NVIDIA、General Atomics、そして国際的なパートナーチームは、カリフォルニア大学サンディエゴ校コンピューティング・情報・データサイエンス学部のサンディエゴ・スーパーコンピュータセンター、アルゴンヌ国立研究所のアルゴンヌ・リーダーシップ・コンピューティング施設（ACLF）、ローレンス・バークレー国立研究所の国立エネルギー研究科学コンピューティングセンター（NERSC）の技術支援を受け、インタラクティブなパフォーマンスを備えた核融合炉用の高精度AI対応デジタルツインを構築しました。
本日、ワシントンD.C.で開催されたNVIDIA GTCカンファレンスで発表されたこの取り組みでは、ALCFのPolarisとNERSCのPerlmutterスーパーコンピュータシステムを用いて、3つの異なるAIサロゲートモデルを大規模にトレーニングしました。
この画期的なプロジェクトでは、NVIDIA Omniverseプラットフォーム、NVIDIA CUDA-Xライブラリ、そしてデータセンターGPUを活用し、地球上で核融合エネルギーを実現するという科学上最も困難な課題に取り組む研究者を支援します。
これがなぜ重要なのか、ここに理由があります。核融合は、太陽のエネルギー源となるプロセスを再現することで、事実上無限のクリーンエネルギーを生み出す可能性を秘めています。
「このインタラクティブなデジタルツインを通して仮想的にシナリオを探索できる能力は、まさにゲームチェンジャーです」と、ジェネラル・アトミックス社の核融合データサイエンス責任者であるラフィ・ナジキアン氏は述べています。「NVIDIAとの連携により、アイデアのテスト、改良、検証が桁違いに速くなり、実用的な核融合エネルギーへの道が加速します。」
しかし、数億度という極限温度でプラズマを制御し、原子炉を稼働させ続けるのに十分な速さでその挙動を予測することは、途方もない課題です。
プラズマは物質の第4の状態であり、渦巻く荷電粒子のスープで、まるで生き物のように振る舞います。星はプラズマでできています。
核融合炉において、プラズマは燃料です。これを制御できれば、太陽のエネルギーで都市を動かすことができるでしょう。星を瓶詰めしようとするところを想像してみてください。これは核融合科学者が好む比喩であり、それには十分な理由があります。詩的で的確だからです。
ここでAIの出番です。AIはシミュレーション時間を数週間から数秒に短縮することで、研究者が原子炉を仮想的に操作し、原子炉に損傷を与える可能性のあるシナリオをリスクなく検討し、商用核融合発電への道を加速することを可能にします。
この取り組みの最前線に立つジェネラル・アトミックス社は、米国エネルギー省のDIII-D国立核融合施設における研究の一環として、AIを活用したデジタルツインを開発し、核融合研究を推進しています。
AI：数週間を数秒に
従来、プラズマの挙動をシミュレーションするには、最高速のスーパーコンピュータでも数週間かかります。
ジェネラル・アトミックス社は現在、数十年分の実世界データでトレーニングされたAI代替モデルを用いて、プラズマの挙動を数秒で予測しています。これらのモデルはすべて継続的に改良されています。
EFIT（プラズマ平衡）、CAKE（プラズマ境界）、ION ORB（逃散イオンの熱密度）などのこれらのモデルは、オペレーターがプラズマをリアルタイムで安定させ、損傷のリスクを軽減し、研究を加速するのに役立ちます。
NVIDIA GPU 上で実行されるこれらのモデルは、物理ベースのシミュレーションよりも高速に正確な予測を提供します。これらは、核融合炉の挙動をシミュレートし、制御するために用いられる多くのモデルの一つであり、AI によって高速化が可能です。
デジタルツイン
NVIDIA と General Atomics は、NVIDIA RTX PRO サーバーと NVIDIA DGX Spark を活用し、サンディエゴ・スーパーコンピュータ・センター、ALCF、NERSC の支援を受けて、NVIDIA Omniverse 内に DIII-D の完全にインタラクティブなデジタルツインを構築しています。
この仮想原子炉は、センサーデータ、物理ベースのシミュレーション、エンジニアリングモデル、AI サロゲートモデルを動的に融合し、迅速な意思決定を可能にする統合されたリアルタイムのインタラクティブ環境を構築します。
このデジタルツインは物理的な DIII-D と同期されており、100 の異なる組織から集まった 700 人の科学者からなる国際的なチームが、実機に触れることなくアイデアを検証し、「what-if」シナリオを実行することができます。
デジタルツインでは、主要な制御を探索することで、実際の実験を行う前に科学的な精度を高めることができ、迅速な最適化と商用核融合への迅速な進展を可能にします。
なぜ重要なのか
このアプローチは、核融合研究を純粋な物理学の課題から、コンピューティングとスマートアルゴリズムも活用する課題へと根本的に転換させます。
数週間に及ぶシミュレーションから、数秒でほぼリアルタイムのインタラクティブな回答が得られるようになるため、デジタルツインは真の「核融合アクセラレータ」として機能します。つまり、新しいアイデアを迅速にテストし、原子炉設計を最適化し、商用核融合エネルギーの実現を加速させるプラットフォームです。
NVIDIAとパートナーが米国でAIイノベーションをどのように推進しているかについては、ジェンスン・フアン氏によるNVIDIA GTCワシントンD.C.基調講演をご覧ください。
カテゴリ：データセンター｜ソフトウェア｜スーパーコンピューティング
タグ：デジタルツイン｜GTC｜GTC 2025｜オムニバース｜科学｜シミュレーションと設計
出典: 元記事を読む
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