Süper İletken Çip: Füzyon Plazmasını Yönetmeye Yardımcı Olmayı Hedefliyor

3 dk okuma

İletişimsiz plazmayı denetlemek için süperiletken “beyin” çipiyle yarışan yapay zekâ

Araştırmacılar, süper sıcak plazmanın patlamaya yaklaştığına dair işaretleri tespit edebileğini görmek için füzyon verilerini yeni bir çipe besledi

Yapay zekâ neredeyse her sektöre sızmış durumda ve donanımını üreten şirketler, kendilerini göstermek için daha zor alanlar aramayı sürdürüyor. Son eklenen alan özellikle sıcak: bir füzyon reaktörünün içindeki plazma.

Pazartesi günü Brookhaven Ulusal Laboratuvarı, füzyon plazmasını gerçek zamanlı izlemeye yardımcı olacak bir süperiletken çipi tanıttı. Laboratuvar, bunu ABD Enerji Bakanlığı’nın diğer tesisleriyle ve yapay zekâ donanımı girişimi Great Sky ile birlikte geliştirdi.

Füzyon herhangi bir şeyi çalıştırmadan önce, makinelerin kötü davranan plazmayı kontrol edebilmesi gerekir. Çipin üreticileri, donanımının plazmadaki değişimlerle yarışıp onları kontrol etmeye yardımcı olacak kadar hızlı çalışabileceğini umuyor.

Bu tür çipler, plazmayı tutmak için magnetler kullanan ve birçok önerilen füzyon santralının kalbinde yer alan büyük, halka şeklindeki makineler olan tokamaklara gönderiliyor. İçindeki aşırı sıcak plazma yakıtı huysuz bir yapıda. Beklenmedik davrandığında, enerjisini saçan ve cihaza zarar verebilen bir bozulmaya yol açabilir. “Bozulmalar, tokamaklar için neredeyse varoluşsal bir mesele,” diyor projeye katılan Princeton Plazma Fizik Laboratuvarı araştırmacısı Michael Churchill. “Bozulmaları nasıl kontrol edeceğimizi çözemezsek, çalışan bir tokamak da olmayacak.”

Sorun hızlıca ortaya çıkabilir, ancak plazmanın canlı analizi büyük veri miktarı gerektirir ve bunların işlenmesi sıradan bilgisayaları kolayca yorabilir. İnsan beyinin yapısını taklit eden ve büyük veri miktarını paralel işleyebilen nöromorfik yapay zekâ sistemleri buna yetişebilir. Great Sky sürümünü, bazı kuantum bilgisayalarının içinde kullanılan donanımın bir kuzeyi olan süperiletken devrelerden kuruyor; bu da şirketin özelleştirilmiş yapay zekâsını, işin gerektirdiği hızda doğrudan çip üzerinde çalıştırmasını sağlıyor.

Çip henüz çalışan bir tokamakba bağlanmadı. Bunun yerine ekip, San Diego, Kaliforniya’daki DIII-D tokamağında kaydedilen verileri, saniyede milyon örneklik orijal hızında geri oynattı ve çip, anormallikleri işaretleme ve bozulmaları öngören algoritmalar çalışırken yetişti. Çip üzerindeki yapay zekâ modeli, örneğin günümüzün büyük dil modellerine göre çok daha küçük ve ekip sonuçlarını yayına hazırlamayı sürdürüyor. “Bunların hepsi şu an için oldukça gösteri aşamasında,” kabul ediyor Churchill.

Bunun nükleer füzyonu daha güvenilir ve güvenli kılacak mı yoksa yalnızca bir çip gücü gösterisi olarak mı kalacak olduğu belirsiz. Tokamaklar zaten böyle bir çipsiz çalışıyor ve kontrol mekanizmaları plazmadaki sorunlara, yeni çipin bunları tespit etmeye çalıştığı kadar hızlı tepki veremiyor. “Kişisel olarak yapay zekâın malzeme keşfi alanında kullanımından daha heyecanlıyım,” diyor Columbia Üniversitesi uygulamalı fizik doçenti Carlos Paz-Soldan.

Brookhaven’in yapay zekâ bölümünü yöneten ve projeye yön veren Shinjae Yoo da çipin geleceğini yalnızca füzyona bağlamıyor. Geleneksel bir veri merkezinin sığmayacağı yerlerde onu denemek istiyor. “Kenar hesaplama (edge computing) alanında doğrudan bir fayda görüyorum çünkü gigahertz hızında çalışıyor,” diyor Yoo. “Zaten entegre bir belleği var.”

Ancak önce, ekip sinir ağı içeren ve 10 kat daha büyük olacak bir halef çip kurmayı planlıyor; bu çipi gelecek yılın başlarında Brookhaven’de tanıtmayı ve ardından DIII-D’ye kurmayı planlıyor. O zaman Great Sky’nin donanımı nihayet arada sert bir sürücü (hard drive) olmadan gerçek bir füzyon plazmasıyla yüzleşebilir.

Kurucu Editör, Scientific American