长期以来，将核聚变作为无限清洁能源的追求，始终是人类最雄心勃勃的科学目标之一。全球各地的研究实验室与科技公司正积极尝试复制太阳核心的聚变过程，即通过氢的同位素结合形成氦，进而释放巨大能量。尽管大规模聚变能源的全面实现尚需数年时间，但当前研究人员正致力于探索如何借助人工智能加速聚变研究，推动其更快实现并网发电。
2025年3月，微软研究院举办了首届Fusion峰会。此次峰会意义重大，堪称里程碑式活动，吸引了微软研究院内外的众多杰出演讲者和小组成员齐聚一堂，共同围绕人工智能助力聚变研究展开深入探讨。
峰会开幕式上，微软研究院加速器公司副总裁兼董事总经理阿什利·洛伦斯率先发言，阐述了他对利用人工智能推动可持续发展自我强化系统的愿景。随后，美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室主任史蒂文·考利(普林斯顿大学教授、前英国原子能管理局局长)发表主题演讲，深入剖析了聚变反应堆背后复杂的科学和工程原理。他明确指出，推进聚变研究需要国际合作，同时结合人工智能和高性能计算的力量来模拟潜在的聚变反应堆设计。
北美最大的聚变设施DIII-D由通用原子公司运营且归美国能源部(DOE)所有。凭借其开创性的数据和数字孪生平台，DIII-D为开发和测试用于聚变研究的AI应用程序提供了独特平台。来自DIII-D的理查德·巴特里和通用原子公司的Dave Humphreys在峰会上展示了美国DIII-D国家聚变计划在人工智能应用方面取得的成果。他们介绍了人工智能如何应用于推进反应堆设计和运行，并着重指出未来发展的有前景方向，例如将人工智能用于主动等离子体控制以避免破坏性不稳定性，利用人工智能控制的轨迹避免撕裂模式，以及借助机器学习得出的密度极限实施反馈控制，以实现更安全的高密度运行。
在反应堆设计领域，建造内部的“第一道墙”是持续存在的挑战，该部件必须能够承受极端高温和粒子轰击。微软量子公司副总裁祖尔菲·阿拉姆在峰会上探讨了量子计算在核聚变中的潜力，特别是其在解决反应堆中氢扩散等材料挑战方面的作用。他提到，氮化硅有望成为阻挡氢气和蒸汽的屏障，并阐述了将其与反应室连接起来的难题。他强调，量子计算在改进材料预测和合成方面潜力巨大，有助于实现更高效的工艺。此外，他还透露其团队正在研究先进的氮化硅材料，以保护这一关键部件免受中子和α粒子的损伤，这一创新有望推动核聚变实现商业化。
峰会期间，来自微软研究院的闪电演讲聚焦于人工智能在加速核聚变研究和工程发展方面的潜力这一核心议题。演讲嘉宾覆盖了广泛的应用领域，涵盖利用游戏人工智能控制等离子体、借助机器人进行远程维护，以及运用基于物理的人工智能模拟材料和等离子体行为等方面。
在会议闭幕式上，微软云运营和基础设施核工程总监Archie Manoharan强调了制定全面能源战略的必要性，该战略应涵盖可再生能源、能效提升、存储解决方案以及核聚变等无碳能源。
峰会在由Ade Famoti主持的一场小组讨论中达到高潮。参与讨论的嘉宾包括Archie Manoharan、Richard Buttery、Steven Cowley以及微软技术研究员兼微软科学人工智能研究院院长Chris Bishop。他们围绕影响核聚变领域的关键挑战和机遇展开了广泛交流，并强调了几个重要主题：平衡创新与安全和公众信任的新监管框架的作用;材料发现在开发耐用聚变反应堆壁方面的重要性;以及人工智能在等离子体优化和聚变底层物理替代建模中可能发挥的改变游戏规则的作用。
此外，他们还探讨了全球研究合作的重要性，并以国际热核实验反应堆(ITER)为例进行说明。ITER是世界上最大的实验性聚变装置，目前正在法国南部建造，可作为共享进步的试验平台。然而，数据稀缺是该领域持续存在的挑战，这引发了关于使用基于物理信息的神经网络作为补充有限实验数据的潜在方法的讨论。
值得一提的是，微软正与ITER展开合作，利用Microsoft 365 Copilot、Azure OpenAI服务、Visual Studio和GitHub等工具，助力推进实现聚变点火(自持聚变反应开始的关键点)所需的技术和基础设施。目前，微软研究院正在与ITER合作，确定可利用人工智能模拟未来实验以优化其设计和操作的环节。
同时，微软研究院已与普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)签署谅解备忘录，旨在通过知识交流、研讨会和联合研究项目促进双方合作。双方将共同努力，致力于解决聚变、材料、等离子体控制、数字孪生和实验优化等方面的关键挑战，推动这些关键领域的创新与进步。
