Great Sky et trois installations de recherche américaines ont conçu une puce d’IA supraconductrice pour détecter et répondre aux plasmas des réacteurs à fusion. L’équipe dit avoir démontré son fonctionnement sur des données du tokamak DIII-D à un million d’échantillons par seconde et sur des simulations TORAX.
Contrairement aux puces en silicium qui équipent les CPU et GPU, le composant de Great Sky traite l’information grâce à des réseaux de neurones analogiques, des circuits supraconducteurs et une communication optique. Les partenaires indiquent avoir conçu et fabriqué leur dernière puce à réseau de neurones supraconducteur.
Trois tâches de contrôle
Deux des tâches démontrées ont consisté à injecter dans la puce des données collectées sur le tokamak DIII-D pour la classification d’anomalies et la prédiction de disruptions. Les données étaient enregistrées à un million d’échantillons par seconde, et l’équipe a montré que la puce suivait cette vitesse sans difficulté. La troisième a porté sur des données simulées générées par TORAX, un simulateur de tokamak développé par l’équipe Fusion de Google DeepMind. La puce a traité ces signaux pour prédire les instabilités en dents de scie. Selon l’équipe, l’exemple montre la faisabilité de l’utilisation de ces puces dans la simulation en temps réel de l’état du plasma, élément central du contrôle et de la stabilisation des tokamaks.
« C’est incroyable de voir l’équipe traiter les données de notre tokamak », a déclaré Richard Buttery, directeur du DIII-D. « Les équipes du DIII-D sont très enthousiastes à l’idée de découvrir comment cette puce pourra améliorer le diagnostic et le contrôle pour l’industrie de la fusion. »
Priorités du DOE et contrôle en temps réel
Les partenaires rattachent ces travaux à plusieurs priorités du ministère américain de l’Énergie telles que l’IA avancée, les technologies quantiques et l’énergie transformatrice. Ils présentent cette collaboration comme un exemple de la manière dont l’expertise en IA scientifique et en calcul avancé peut aider à faire progresser des concepts matériels prometteurs vers les défis du contrôle en temps réel dans la fusion et d’autres systèmes complexes.
Pour les réacteurs à fusion, les systèmes de contrôle doivent réagir à la vitesse d’un plasma en évolution rapide. Great Sky affirme que la démonstration a montré une puce recevant des données directement d’un tokamak à un million d’échantillons par seconde, sans perdre une seule mesure. Il la présente comme une étape significative vers les systèmes de contrôle en temps réel nécessaires à une production d’énergie de fusion concrète.
Dix ans de développement
Great Sky développe cette technologie depuis plus de dix ans, d’abord au sein du National Institute of Standards and Technology (NIST), avant la création de l’entreprise. Selon la société, son approche du matériel d’IA apporte des avantages en vitesse et en efficacité énergétique, répondant à des problèmes qui freinent les fondements économiques des industries de l’IA et des centres de données. Elle qualifie aussi cette démonstration d’avancée majeure pour les réseaux de neurones supraconducteurs.
« C’est notre plus grande puce à ce jour, et c’est formidable de la voir traiter des données à haute vitesse directement mesurées sur un tokamak », a ajouté Jeff Shainline, fondateur et PDG de Great Sky. « Mais ce n’est que le début. Cette approche du matériel d’IA a énormément à offrir pour la fusion, ainsi que pour d’autres applications à la pointe de la technologie. Le contrôle et la correction d’erreurs des systèmes quantiques, la cybersécurité avancée, l’intelligence vidéo avec apprentissage continu : autant d’opportunités incroyables à mesure que nous augmentons l’échelle de nos systèmes. »
L’équipe présentera en décembre sa puce de nouvelle génération, dotée d’un réseau de neurones dix fois plus vaste.
