Принстонская лаборатория физики плазмы (PPPL) совместно с Commonwealth Fusion Systems (CFS) продвигает второй этап «Миссии Genesis»: создание цифрового двойника токамака SPARC для ускорения разработки коммерческого термоядерного синтеза

Принстонская лаборатория физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE) 8 октября 2026 года объявила, что в качестве ключевой научной силы присоединится к общенациональной объединённой команде для участия во втором этапе «Миссии Genesis» (Genesis Mission) с целью создания платформы сверхинтеллектуального (SI) цифрового двойника (Digital Twin) для коммерческих систем термоядерной энергетики. Проект возглавляет американская компания-«единорог» в области термоядерного синтеза Commonwealth Fusion Systems (CFS), объединившая четыре национальные лаборатории Министерства энергетики, отраслевых лидеров и научные силы ведущих университетов.

Эта платформа цифрового двойника будет напрямую отображать компактную высокотемпературную сверхпроводящую установку магнитного удержания для верификации термоядерного синтеза SPARC, сооружаемую CFS. В отличие от традиционного статического численного моделирования на компьютере, данная система цифрового двойника будет реализовывать динамическое замкнутое взаимодействие с реальной экспериментальной установкой термоядерного синтеза, используя измеренные данные для непрерывной онлайн-калибровки и итераций и постоянно выдавая всё более точные прогнозы работы установки и рекомендации по управлению. За счёт создания сквозного рабочего процесса между цифровым двойником и физическим прототипом исследовательская команда намерена всесторонне оптимизировать и ускорить процесс инженерной разработки последующей первой коммерческой термоядерной электростанции ARC.

PPPL возьмёт на себя роль ключевого технологического центра в этой национальной прорывной задаче, обеспечивая полную поддержку в области базовой программной инженерной архитектуры, моделей сверхинтеллекта, ключевых расчётных моделей физики плазмы, обширной базы данных измерений исторических токамаков, а также ресурсов высокопроизводительных вычислений (HPC). Руководитель группы «Передний край науки, управляемой ИИ» PPPL Майкл Черчилль (Michael Churchill) возглавит продвижение работ лаборатории, совместно с учёными Альваро Санчесом Вильяром (Álvaro Sánchez Villar), Нейтом Ферраро (Nate Ferraro) и Робертом Хагером (Robert Hager) продвигая интегрированную разработку этой системы.

На уровне физического моделирования ряд классических базовых программ моделирования термоядерного синтеза, таких как M3D-C1, TRANSP, XGC, которые PPPL поддерживает на протяжении длительного времени, будут глубоко интегрированы в эту платформу, а через супер-интеллектуальные суррогатные модели, обученные на обширных наборах данных моделирования, будет реализовано сверхбыстрое воспроизведение полного импульсного процесса отдельного разряда токамака. Время этого прогнозного процесса будет сокращено до менее чем 20 минут, что полностью удовлетворит потребность SPARC в быстром воспроизведении формы плазменного разряда и параметров управления в интервале между импульсами. Кроме того, процесс цифрового двойника флагманской экспериментальной установки PPPL «Модернизированный национальный сферический токамак» (NSTX-U) будет использоваться в качестве предварительной эталонной платформы для тестирования, предназначенной для проведения достаточной инженерной верификации и перекрёстного сопоставления различных алгоритмических инструментов до официального развёртывания на SPARC.

Заместитель директора PPPL по научным исследованиям и главный научный сотрудник Лора Берзак Хопкинс (Laura Berzak Hopkins) отметила, что лаборатория накопила десятилетия высокоточных диагностических данных по плазме на нескольких термоядерных установках; объединив передовую теорию термоядерного синтеза и современные вычислительные инструментальные цепочки, через создание стандартизированных, структурированных высококачественных экспериментальных наборов данных и их использование для обучения моделей ИИ, будет предоставлен прорывной инструмент прогнозирования и оптимизации для инженерного сообщества термоядерного синтеза, что ускорит процесс внедрения коммерческой термоядерной энергии на базовом уровне.