Chip inspirado no cérebro acompanha plasma de fusão em laboratório

No interior de um reator de fusão, o plasma, o gás sobreaquecido de que depende a fusão, é mantido no lugar por campos magnéticos, e as suas condições podem mudar rapidamente. Num novo chip supercondutor, dados de um tokamak real acabam de ser processados à velocidade máxima: cerca de um milhão de amostras por segundo, sem que o chip ficasse para trás.

O estrangulamento está na computação. A monitorização em tempo real exige máquinas capazes de processar volumes enormes de dados quase instantaneamente, e os sistemas convencionais baseados em silício têm dificuldade em fazê-lo com a rapidez necessária. O chip foi concebido por investigadores do Laboratório Nacional de Brookhaven, um laboratório do Departamento de Energia dos EUA, com o Laboratório de Física de Plasmas de Princeton, a Instalação Nacional de Fusão DIII-D e a empresa do Colorado Great Sky. Os seus circuitos supercondutores estão dispostos para imitar as ligações encontradas no cérebro humano, razão pela qual a equipa o descreve como inspirado no cérebro.

Os testes foram realizados com dados do tokamak DIII-D, uma instalação de investigação em fusão na Califórnia gerida pela General Atomics. Dois deles pediram ao chip que detetasse atividade invulgar do plasma e previsse disrupções. A equipa relata que o chip detetou comportamentos invulgares e previu instabilidades em testes laboratoriais. Uma terceira experiência usou dados simulados do TORAX, um simulador de transporte no núcleo de tokamaks desenvolvido pela equipa de fusão da Google DeepMind, no qual o chip previu o início de instabilidades em dente de serra, ou seja, alterações rápidas nas condições do plasma. Os resultados sugerem que as redes neuronais supercondutoras poderão, um dia, apoiar a monitorização e a estabilização do plasma em tempo real.

O que muda é a velocidade do ciclo de controlo. Para os operadores de futuros reatores de fusão, uma forma mais rápida e fiável de vigiar o plasma e sinalizar problemas antes de se agravarem seria um ganho prático. O calendário prevê um chip com uma rede neuronal 10 vezes maior, a apresentar no Brookhaven no início de 2027, e a testar depois no DIII-D durante experiências de fusão mais tarde nesse ano. Segundo a Great Sky, o mesmo tipo de chip poderá ter aplicações na computação quântica, na cibersegurança e na análise de dados de raios X de alta velocidade, mas não foi anunciada nenhuma data comercial.

«Isto é apenas o começo», afirmou Jeff Shainline, fundador e diretor executivo da Great Sky. Por enquanto, o chip é um protótipo de laboratório, e a questão é saber se os seus resultados se mantêm quando a versão maior for posta à prova em experiências num reator real.