DOE 與 Great Sky 超導類神經晶片通過核融合測試，每秒即時處理百萬筆電漿資料

美國能源部（DOE）旗下布魯克黑文國家實驗室（Brookhaven National Laboratory）宣布，與普林斯頓電漿物理實驗室（PPPL）、DIII-D 國家核融合設施及新創公司 Great Sky 共同研發的超導類神經網路晶片，已順利完成三項托卡馬克電漿控制測試，可即時處理每秒百萬筆取樣資料。托卡馬克核融合裝置內的電漿溫度高達 1 億 °C 且狀態瞬息萬變，傳統矽晶片運算難以因應即時控制系統的監測需求。 該元件被實驗室稱為「超級智慧」（SI）晶片，由布魯克黑文實驗室主導設計、Great Sky 負責製造，為該公司迄今生產的最大晶片。不同於傳統 CPU 與 GPU 採用矽電晶體處理數位訊號，該晶片在硬體層面以超導電路直接實作類比式類神經網路；Great Sky 將該架構命名為「超導光電網路」（SOEN），結合約瑟夫森接面超導電路與整合式光子波導，以兼顧運算速度與能源效率。 在完成的三項驗證中，有兩項將 DIII-D 托卡馬克的實測資料輸入晶片，成功執行異常分類與破裂預測；第三項則處理 Google DeepMind 核融合團隊開發的模擬器 TORAX 資料，順利預測出鋸齒不穩定性。PPPL 主任 Steven Cowley 指出，該晶片直接接收托卡馬克每秒數百萬筆資料仍能跟上電漿變化；DIII-D 主任 Richard Buttery 則表示已準備在下次實驗中整合該晶片。 Great Sky 於 2024 年底由美國國家標準暨技術研究院（NIST）研究人員創立，技術研發逾十年。研發團隊目前正撰寫學術論文，並同步開發神經網路規模擴大十倍的次世代晶片，預計於 2027 年初在布魯克黑文實驗室展示，並於同年稍晚部署至 DIII-D 托卡馬克展開實地測試；該技術未來亦規劃應用於量子系統控制與錯誤更正、資安及高速 X 光資料分析等領域。