Google-Algorithmus beschleunigt Simulation von Fusionsreaktor

Felix Knoke
Bild eines Forschungsreaktors

Google hat zusammen mit der Fusions-Firma Tri Alpha Energy Inc einen neuartigen Algorithmus entwickelt, mit dem die komplexen Strömungsverhältnisse in einem Fusionsreaktor deutlich schneller simuliert werden können.

Ihr sogenannter Optometrist Algorithm ("Optiker-Algorithmus") kann bestimmte Berechnungen in Stunden statt in Monaten vornehmen. Sein Trick ist, dass er einem menschlichen Experten jeweils zwei Ausgänge eines Experiments mit unterschiedlichen Parametern vorlegt und der Mensch dann den besseren Ausgang wählt - ganz wie die Linsenwahl beim Optiker.

"Um das Lernen und die Optimierung des Plasmas zu beschleunigen, entwickelten wir den Optiker-Algorithmus. Wie bei einem Besuch beim Optiker bietet der Algorithmus einem Menschen zwei Wahlmöglichkeiten an und fragt, welche die bevorzugte ist. Nach der Auswahl bietet der Algorithmus zwei weitere Wahlmöglichkeiten an. [...] Der Optiker-Algorithmus versucht ein verborgenes Utility-Modell zu optimieren, das der menschliche Experte nicht explizit formulieren könnte."

Die Simulation wurde abgeglichen durch realweltliche Versuche an einem physikalischen Plasma-Experiment. Der C-2U-Aufbau (siehe oben) bringt mithilfe eines Wasserstoff-Strahls ein Plasma in einem Magnetfeld in Drehung, maximal 10 Millisekunden lang. Damit konnten die Forscher beobachten, ob sich das Plasma verhielt wie von den Experten vorhergesagt.

Das ganze Experiment dauerte 3,5 Wochen im September 2015, aber nur an sieben Tagen wurden insgesamt 150 Mal das Plasma für Experimentzwecke gezündet.

Der Ansatz war nicht nur schnell, sondern auch effektiv: Die Forschungsgruppe konnte den Energieverlust in ihrem Experiment um 50 Prozent reduzieren, was eine Steigerung der Plasmaenergie nach sich zog - mehr Energie zu fördern als zu verbrauchen, ist das große Ziel der Fusionsforschung.

Scientific Reports (Paper), Tri Alpha Energy (Pressemitteilung)