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科技 · 2026年10月25日 · scientificamerican.com

受大脑启发的超导芯片以每秒百万次采样的速度跟上聚变等离子体

布鲁克海文国家实验室与初创公司Great Sky展示了一款神经形态超导芯片,该芯片能以每秒一百万次采样的速度处理聚变反应堆的等离子体数据,有望帮助防止威胁下一代聚变装置的灾难性等离子体崩溃。

这项研究于2026年10月22日发表在《科学美国人》(Scientific American)上,描述了布鲁克海文国家实验室、人工智能硬件初创公司Great Sky、普林斯顿等离子体物理实验室以及位于加利福尼亚州的DIII-D国家聚变装置之间的合作。研究团队开发了一款超导神经形态芯片——这种电路利用模拟超导回路而非传统硅晶体管,模仿大脑的并行处理架构——并用DIII-D托卡马克装置录制的等离子体数据,以每秒一百万次采样的速度回放来对其进行测试。该芯片成功地对等离子体异常进行了分类,并实时、无遗漏地预测了即将发生的破裂——即超高温等离子体的突然崩溃,它可能释放巨大能量,并对反应堆内壁造成物理损坏。研究人员强调,这项工作仍处于演示阶段,该芯片尚未连接到实际运行的反应堆;不过,一款神经网络规模是其十倍的后续芯片计划于2027年初在布鲁克海文进行测试,随后有可能安装到DIII-D装置上。如果能够成功扩展规模,这项技术有望成为未来商用聚变电站至关重要的安全层。

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