Chip inspirado en el cerebro sigue el ritmo del plasma de fusión

Dentro de un reactor de fusión, el plasma, el gas sobrecalentado del que depende la fusión, se mantiene en su sitio mediante campos magnéticos, y sus condiciones pueden cambiar con rapidez. En un nuevo chip superconductor acaban de procesarse, a plena velocidad, datos de un tokamak real: unas un millón de muestras por segundo, sin que el chip se quedara atrás.

El cuello de botella es la computación. La monitorización en tiempo real requiere máquinas capaces de digerir volúmenes enormes de datos casi al instante, y los sistemas convencionales basados en silicio no llegan a hacerlo con la suficiente rapidez. El chip fue diseñado por investigadores del Laboratorio Nacional Brookhaven, un laboratorio del Departamento de Energía de Estados Unidos, junto con el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton, la instalación nacional de fusión DIII-D y la empresa de Colorado Great Sky. Sus circuitos superconductores están dispuestos para imitar las conexiones del cerebro humano, y por eso el equipo lo describe como inspirado en el cerebro.

Las pruebas se realizaron con datos del tokamak DIII-D, una instalación de investigación en fusión situada en California y gestionada por General Atomics. Dos de ellas pidieron al chip detectar actividad inusual del plasma y predecir perturbaciones. El equipo informa de que el chip detectó comportamientos inusuales y predijo inestabilidades en pruebas de laboratorio. Un tercer experimento utilizó datos simulados de TORAX, un simulador de transporte en el núcleo de tokamaks desarrollado por el equipo de fusión de Google DeepMind, en el que el chip predijo el inicio de inestabilidades en dientes de sierra, es decir, cambios rápidos en las condiciones del plasma. Los resultados sugieren que las redes neuronales superconductoras podrían acabar respaldando la monitorización y la estabilización del plasma en tiempo real.

Lo que cambia es la velocidad del bucle de control. Para los operadores de futuros reactores de fusión, una forma más rápida y fiable de vigilar el plasma y señalar problemas antes de que crezcan supondría una ventaja práctica. El calendario: está previsto un chip con una red neuronal 10 veces mayor, que se presentará en Brookhaven a comienzos de 2027 y se probará después en DIII-D durante experimentos de fusión a finales de ese año. Según Great Sky, el mismo tipo de chip podría encontrar aplicaciones en computación cuántica, ciberseguridad y análisis de datos de rayos X de alta velocidad, pero no se ha anunciado ninguna fecha comercial.

«Esto es solo el comienzo», afirmó Jeff Shainline, fundador y director ejecutivo de Great Sky. Por ahora, el chip es un prototipo de laboratorio, y la incógnita es si sus resultados se sostendrán cuando la versión más grande se enfrente a los experimentos de un reactor real.