摘要：2025年10月16日，谷歌DeepMind突然官宣与聚变能源领军企业 Commonwealth Fusion Systems（CFS）达成深度合作，目标直指全球首个实现"能量盈亏平衡"的聚变装置SPARC。就在两天前，成都刚刚落幕的国际聚变能大会上，中国国家
2025年10月16日，谷歌DeepMind突然官宣与聚变能源领军企业 Commonwealth Fusion Systems（CFS）达成深度合作，目标直指全球首个实现"能量盈亏平衡"的聚变装置SPARC。就在两天前，成都刚刚落幕的国际聚变能大会上，中国国家原子能机构主任单忠德明确提出"AI赋能聚变"的发展路径，一场由人工智能驱动的全球能源革命竞速赛已然打响。
百年梦碎又重生：AI破解聚变"地狱难题"
聚变能被科学界誉为"终极能源"，它复刻了太阳内部的能量产生机制——氢同位素在超高温下聚变为氦，过程中释放的能量是同等质量煤炭的数百万倍，且无长寿命放射性废料。但人类追寻这一梦想已近百年，核心障碍始终如一：如何在实验室里将等离子体稳定约束在1亿摄氏度以上的高温环境中。
这一难度堪比"用橡皮筋困住闪电"。等离子体作为物质第四态，在超高温下会呈现极端复杂的运动状态，任何微小扰动都可能导致能量瞬间逃逸，此前全球最先进的聚变装置也仅能维持数分钟的等离子体稳定运行。而DeepMind的加入，正试图用AI改写这一困局。
其核心武器是开源等离子体模拟器TORAX，这款基于JAX框架开发的工具能在CPU与GPU上高效运行，可在SPARC装置启动前完成数百万次虚拟实验。CFS物理运行高级经理德文·巴塔利亚直言："TORAX为我们节省了无数实验准备时间，已是SPARC日常工作流的核心支柱。"
中美竞速：两条技术路线的殊途同归
当DeepMind与CFS聚焦SPARC装置时，中国的聚变研究早已形成"国家队+大科学装置"的独特布局。2025年9月《中华人民共和国原子能法》的通过，首次以法律形式明确支持受控热核聚变研发，为技术突破奠定制度基础。
在装置硬件上，中美选择了相似的超导磁约束路线。SPARC的核心优势是高场高温超导磁铁，计划实现10倍能量增益；而中国科学院合肥物质科学研究院的"东方超环"（EAST）已在2023年实现1.2亿摄氏度下1056秒的等离子体运行，创造世界纪录。更先进的"中国聚变工程实验堆"（CFETR）正加速建设，其超导磁铁技术指标与SPARC不相上下。
AI赋能层面，双方更是英雄所见略同。DeepMind的三大攻坚方向——高精度等离子体模拟、能量最大化路径优化、强化学习实时控制，与中国国家原子能机构提出的"AI赋能聚变"战略高度契合。中国科学技术大学团队已开发出类似的等离子体仿真平台，能精准预测EAST装置中的能量约束性能，预测误差率低于5%，较传统模型提升40%精度。
不过差异同样明显：DeepMind与CFS的合作更侧重商业应用快速落地，目标是2030年代实现聚变发电商业化；中国则采取"基础研究+工程验证"双轨并行模式，既参与国际热核聚变实验堆（ITER）计划积累经验，又通过CFETR推进自主技术迭代，体现了更长远的战略布局。
三大技术突破：AI如何驯服"人造太阳"
DeepMind与CFS的合作揭开了AI控制聚变的神秘面纱，其技术逻辑可拆解为三个关键环节，这也成为全球聚变研究的通用技术框架。
超算级模拟先行是第一步。传统聚变实验成本极高，单次实验耗资数百万美元，而TORAX模拟器可在数小时内完成上万种参数组合的虚拟测试。这种"数字孪生"模式在中国同样得到应用，中科院等离子体所已为EAST构建全尺寸数字模型，能提前预判等离子体破裂风险，使实验成功率从60%提升至85%。
智能寻优突破瓶颈堪称点睛之笔。 tokamak装置的运行包含磁线圈电流、燃料注入量、加热功率等数十个可调参数，人工优化需数月才能找到一组较优解。DeepMind将强化学习与AlphaEvolve进化搜索算法结合，可在模拟环境中快速探索参数空间边界，找到兼顾能量输出与设备安全的最优方案。中国科学技术大学团队则开发出基于深度学习的参数优化系统，在EAST实验中使等离子体能量约束时间提升了30%。
实时控制守护安全是最终保障。聚变装置运行时会产生巨大热负荷，SPARC的 divertor（偏滤器）需承受每平方米10兆瓦的能量冲击，相当于火箭发射时的热流密度。DeepMind的AI系统能通过磁控技术引导能量沿装置内壁扫描，避免局部过热。中国的应对策略更为激进，中科院团队已研发出主动冷却式偏滤器，配合AI实时调节技术，可承受每平方米20兆瓦的极限热流。
能源革命倒计时：2030年代能否见证奇迹？
全球核聚变产业正迎来爆发前夜。美国核聚变产业协会（FIA）2025年报告显示，过去五年全球聚变领域投资增长5倍，累计超97亿美元，行业共识是2030年代将成为商业化关键十年。
DeepMind与CFS的合作正是这一趋势的缩影。谷歌不仅投入研发资源，更直接参与CFS的投资，推动技术从实验室走向市场。SPARC装置目前已在麻省德文斯镇进入主体施工阶段，其设计目标是输出50兆瓦能量，输入仅需5兆瓦，一旦实现将成为人类聚变史上的里程碑。
中国的进度同样可期。根据国家原子能机构规划，CFETR计划在2030年前实现首次放电，2040年前后建成示范电站。依托国内完整的工业体系，中国在超导材料、高功率激光等关键领域已形成技术优势，比如上海超导研发的第二代高温超导带材，性能已达到国际领先水平，为聚变装置国产化提供了支撑。
值得注意的是，这场能源革命并非零和博弈。单忠德在成都聚变能大会上强调，中国将扩大大科学装置开放共享，推动聚变领域的"AI赋能、数据共享"国际合作。DeepMind也表示，TORAX模拟器将持续向全球研究机构开放，通过数据互通提升模型精度。
从太阳的形成到人类第一次点燃"人造太阳"，跨越百亿年的能量密码正被AI逐步破解。当谷歌的智能算法遇上CFS的精密装置，当中科院的稳态运行技术碰撞国际合作的智慧，人类离彻底摆脱化石能源的那一天已越来越近。或许在2035年的某个清晨，当你查看电费单时会发现，来自"人造太阳"的绿色电力已悄然点亮了千家万户。
来源：智能学院
