La búsqueda de la fusión nuclear como una fuente de energía limpia y ilimitada ha sido durante mucho tiempo uno de los objetivos científicos más ambiciosos de la humanidad. Los laboratorios de investigación y las empresas de todo el mundo están trabajando para replicar el proceso de fusión que ocurre en el núcleo del sol, donde los isótopos de hidrógeno se combinan para formar helio, liberando grandes cantidades de energía. Si bien la energía de fusión escalable aún está a años de distancia, los investigadores ahora están explorando cómo la IA puede ayudar a acelerar la investigación de fusión y llevar esta energía a la pink antes.
En marzo de 2025, Microsoft Analysis celebró su inaugural Fusion Summit, un evento histórico que reunió a los distinguidos oradores y panelistas de Microsoft Analysis dentro y fuera de Microsoft para explorar esta pregunta.
Ashley Llorens, vicepresidenta corporativa y directora gerente de Microsoft Analysis Acelerator, abrió la cumbre al describir su visión de un sistema de auto-refuerzo que utiliza la IA para impulsar la sostenibilidad. Steven Cowley, director de laboratorio del Departamento de Energía de los Estados Unidos Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (abre en la pestaña nueva)profesor de la Universidad de Princeton, y ex jefe de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido, siguió con una nota clave que explica la intrincada ciencia e ingeniería detrás de los reactores de fusión. Su mensaje fue claro: avanzar Fusion requerirá una colaboración internacional y la potencia combinada de IA y la computación de alto rendimiento para modelar posibles diseños de reactores de fusión.
Aplicar la IA a la investigación de Fusion
La instalación de fusión más grande de América del Norte, Diii-d (abre en la pestaña nueva)operado por Basic Atomics y propiedad del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), proporciona una plataforma única para desarrollar y probar aplicaciones de IA para la investigación de fusión, gracias a sus datos pioneros y su plataforma gemela digital.
Richard Buttery (abre en la pestaña nueva) de Diii-d y Dave Humphreys (abre en la pestaña nueva) del common Atomics demostró cómo el Programa Nacional de Fusión DIII-D de EE. UU. (abre en la pestaña nueva) ya está aplicando IA para avanzar en el diseño y las operaciones del reactor, destacando direcciones prometedoras para el desarrollo futuro. Proporcionaron ejemplos de cómo aplicar la IA al management de plasma activo para evitar inestabilidades disruptivas, utilizando trayectorias controladas por IA para evitar modos de desgarro e implementar el management de retroalimentación utilizando límites de densidad derivados del aprendizaje automático para operaciones de alta densidad más seguros.
Un desafío persistente en el diseño del reactor implica construir el inside “Primera pared”, que debe resistir el bombardeo extremo de calor y partículas. Zulfi Alam, vicepresidente corporativo de Microsoft Quantum (abre en la pestaña nueva)discutió el potencial de usar computación cuántica en fusión, particularmente para abordar los desafíos de materiales como la difusión de hidrógeno en los reactores.
Señaló que el nitruro de silicio se muestra prometedor como una barrera para el hidrógeno y el vapor y explicó el desafío de unirlo a la cámara de reacción. Hizo hincapié en el potencial de la computación cuántica para mejorar la predicción y la síntesis del materials, lo que permite procesos más eficientes. Compartió que su equipo también está investigando materiales avanzados de nitruro de silicio para proteger este componente crítico del daño de los neutrones y las partículas alfa, una innovación que podría hacer que la fusión sea comercialmente viable.
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Explorando el impacto más amplio de la IA en la ingeniería de fusión
Los relámpagos de Microsoft Analysis Labs abordaron la cuestión central del potencial de IA para acelerar la investigación e ingeniería de fusión. Los altavoces cubrieron una amplia gama de aplicaciones, desde el uso de AI de juego para el management de plasma y robótica para mantenimiento remoto a la física informada AI para simular materiales y comportamiento de plasma. Cerrando la sesión, Archie Manoharan, director de ingeniería nuclear de Microsoft para operaciones e infraestructura de la nube, enfatizó la necesidad de un Estrategia energética integraluno que incorpora energías renovables, mejoras de eficiencia, soluciones de almacenamiento y fuentes sin carbono como Fusion.
La cumbre culminó en un panel de discusión que invita a la reflexión moderada por Ade Famoti, con Archie Manoharan, Richard Buttery, Steven Cowley, y Chris Bishop, miembro técnico de Microsoft y director de Microsoft Analysis AI for Science. Su amplia conversación exploró los desafíos y oportunidades clave que dan forma al campo de la fusión.
El panel destacó varios temas: el papel de los nuevos marcos regulatorios que equilibran la innovación con seguridad y confianza pública; la importancia del descubrimiento de materiales en el desarrollo de paredes de reactores de fusión duraderos; Y el papel que cambia el juego la IA podría desempeñar en la optimización de plasma y el modelado sustituto de la física subyacente de Fusion.
También examinaron la importancia de la colaboración de investigación international, citando proyectos como el Reactor experimental termonuclear internacional (abre en la pestaña nueva) (Iter), el dispositivo de fusión experimental más grande del mundo en construcción en el sur de Francia, como tallas para el progreso compartido. Sin embargo, un desafío persistente es la escasez de datos. Esto provocó una discusión sobre el uso de redes neuronales informadas por física como un enfoque potencial para complementar datos experimentales limitados.
Colaboración international y próximos pasos
Microsoft está colaborando con Iter (abre en la pestaña nueva) Para ayudar a avanzar las tecnologías e infraestructura necesarias para lograr la ignición de la fusión, el punto crítico donde comienza una reacción de fusión autosuficiente, utilizando Microsoft 365 Copilot, Azure Openai Service, Visible Studio y Github (abre en la pestaña nueva). Microsoft Analysis ahora está cooperando con ITER para identificar dónde se puede aprovechar la IA para modelar futuros experimentos para optimizar su diseño y operaciones.
Ahora Microsoft Analysis ha firmado un memorando de entendimiento con el Laboratorio de Física de Plasma Princeton (PPPL) (abre en la pestaña nueva) Fomentar la colaboración a través del intercambio de conocimiento, talleres y proyectos de investigación conjuntos. Este esfuerzo tiene como objetivo abordar desafíos clave en fusión, materiales, management de plasma, gemelos digitales y optimización del experimento. Juntos, Microsoft Analysis y PPPL trabajarán para impulsar la innovación y los avances en estas áreas críticas.
Fusion es un desafío científico diferente a cualquier otro y podría ser clave para la energía sostenible en el futuro. Estamos entusiasmados con el papel que la IA puede desempeñar para ayudar a hacer realidad esa visión. Para obtener más información, visite el Página de eventos de Fusion Summito conectarse con nosotros por correo electrónico a Fusionresearch@microsoft.com.
