NVIDIA und General Atomics haben einen bahnbrechenden Fortschritt bei der Entwicklung kommerzieller Fusionsenergie erzielt, indem sie einen interaktiven, künstlichen Intelligenz-gestützten Digital Twin eines Fusionsreaktors geschaffen haben. Die Initiative, vorgestellt auf der NVIDIA GTC Washington, D.C., nutzt Hochleistungsrechenzentren wie das Argonne Leadership Computing Facility (ALCF) und das National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), unterstützt durch die San Diego Supercomputer Center an der UC San Diego. Mit den Supercomputern Polaris (ALCF) und Perlmutter (NERSC) wurden drei AI-Surrogate-Modelle im großen Stil trainiert – EFIT für die Plasmagleichgewichtsanalyse, CAKE für die Plasmagrenzbestimmung und ION ORB für die Wärmeverteilung entweichender Ionen. Diese Modelle, die auf Jahrzehnten an experimentellen Daten basieren, reduzieren die Simulationszeit von Wochen auf Sekunden und ermöglichen präzise Vorhersagen der Plasmadynamik in Echtzeit. Das Projekt nutzt die NVIDIA Omniverse-Plattform, CUDA-X-Bibliotheken und Datenzentrum-GPUs, um eine hochdetaillierte, dynamische Kopie des DIII-D-Fusionsreaktors zu erstellen – eines der weltweit führenden Forschungsinstitute des US-Energieministeriums. Dieser Digital Twin integriert Sensorinformationen, physikalische Simulationen, ingenieurwissenschaftliche Modelle und KI-Modelle in einer synchronisierten, interaktiven Umgebung. Forscher aus 100 Institutionen weltweit können nun „Was-wäre-wenn“-Szenarien testen, ohne das physische Gerät zu belasten. Dadurch wird die Forschung beschleunigt, Experimente optimiert und die Entwicklung stabilerer Fusionsreaktoren vorangetrieben. Fusion, die Energiequelle der Sterne, nutzt die Verschmelzung leichter Atomkerne, um riesige Energiemengen freizusetzen – ohne langwirksame radioaktive Abfälle und mit nahezu unerschöpflichen Brennstoffen. Doch die Kontrolle des Plasmas bei Temperaturen von mehreren hundert Millionen Grad Celsius bleibt eine der größten Herausforderungen der Physik. Die KI-basierte Simulation ermöglicht es, instabile Zustände frühzeitig zu erkennen und Eingriffe in Echtzeit vorzunehmen, wodurch Schäden an der Reaktorwand vermieden werden. Industrieexperten sehen in diesem Ansatz eine Wende: „Die Kombination aus Fusionsforschung und KI ist der entscheidende Schritt, um die kommerzielle Umsetzung zu beschleunigen“, sagt ein Analyst von BloombergNEF. General Atomics, ein führender Anbieter von Fusions- und Energietechnologien, positioniert sich mit diesem Projekt als Vorreiter in der digitalen Transformation der Fusionsforschung. NVIDIA, durch seine GPU-Technologie und Omniverse-Plattform, bietet die notwendige Rechenleistung und Infrastruktur. Die Initiative zeigt, wie Supercomputing, KI und digitale Zwillinge gemeinsam ein bislang unerreichbares Ziel – die Energie der Sterne auf der Erde zu nutzen – in greifbare Nähe rücken können.