费米国家加速器实验室近日宣布，由美国能源部国家实验室组成的合作研究团队正式启动"加速极端环境规格到硅芯片"项目(AXESS)，旨在利用人工智能加速开发能够在极端环境下工作的芯片，推动量子计算、聚变能源和粒子物理领域的突破。
该项目充分利用了橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、SLAC国家加速器实验室和桑迪亚国家实验室等能源部实验室的优势，并联合西门子等行业合作伙伴，为能源部"创世纪计划"开发概念验证。
费米实验室人工智能项目负责人Nhan Tran表示，粒子探测器必须在辐射、低温和高速等极端环境下工作，实验室在该领域积累了深厚的微电子技术专业知识，并开发了一系列将人工智能集成到芯片上的工具和方法。
这款定制电路板旨在测量芯片在低温环境下的性能。图片来源：费米实验室 JJ Starr
传统芯片设计是分阶段进行的，每个阶段由不同专家团队负责，一个阶段的决策可能在后续阶段引发问题，且所用工具通常速度较慢、需要手动操作。AXESS项目利用人工智能整合所有设计阶段，使用大型语言模型协调和自动化人工步骤并做出高层决策，同时利用小型代理模型快速预测芯片运行速度、功耗、晶体管性能等指标，在几分钟内评估数百万个设计方案并筛选最优候选。
目前，初步概念验证主要集中在用于控制量子传感器的芯片上，在量子比特读出算法设计及现场可编程门阵列固件实现方面实现了约500倍的加速，还开发了在4开尔文(约零下450华氏度)下更精确的晶体管建模方法。团队同时在研究用于高能粒子物理实验的抗辐射加固芯片。
西门子数字化工业软件公司Catapult高级综合工程总监David Burnette表示，通过将西门子成熟技术与费米实验室及能源部各实验室的突破性科学相结合，正以前所未有的速度和规模加速开发用于量子、聚变和高辐射环境的新型芯片。
