Berkeley Lab报道称，美国能源部宣布为扩大用于粒子加速器的人工智能项目提供大额资金。
2026年10月8日——美国能源部(DOE)今天宣布提供大额资金,用于扩大利用人工智能(AI)加速科学发现的前景良好项目。劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)将牵头"多办公室加速器团队核心项目"(MOAT-Core),该项目运用AI更好地设计和运行粒子加速器,而粒子加速器正是物理、化学、生物和材料科学研究的重要工具。
AI加速器助手Osprey最早部署在伯克利实验室的先进光源(Advanced Light Source)上。MOAT将Osprey改造为多设施平台,并将其扩展至7个国家实验室的8个设施。图片来源:Marilyn Sargent/Berkeley Lab。
MOAT-Core是"创世纪计划"(Genesis Mission)的一部分。该全国性倡议旨在动员政府、产业界、学术界、非营利组织和国际合作伙伴,共同推进人工智能在科学与技术领域的应用。合作伙伴利用能源部建设的"美国科学与安全平台"(American Science and Security Platform),在共享基础设施上开展合作,该平台将研究人员与数据、计算资源和AI工具连接起来,以加速突破性成果的产生。合作伙伴正聚焦于科学发现、能源、国家安全、健康、太空等领域的关键挑战。
伯克利实验室加速器技术与应用物理(ATAP)部门先进建模项目负责人、MOAT-Core项目负责人Jean-Luc Vay表示:"创世纪计划为我们提供了一个独特的机会,可以借助快速发展的智能体助手的强大能力,彻底改变我们设计和运行粒子加速器的方式。"
第二阶段"创世纪计划"资助的目标,是扩大那些已显示出AI优势潜力、并展现出实现变革性科学能力轨迹的项目的影响力。MOAT的资助使该项目扩展至16个合作机构,并将持续多年。
作为原型,MOAT表明其AI"加速器助手"Osprey能够适应不同设施的需求,并优化粒子加速器的运行方式。加速器操作人员可以使用自然语言来设置实验、微调粒子束参数、排除设备故障,以及记录和综合处理大量数据。
ATAP研究科学家、先进光源加速器物理项目成员Thorsten Hellert表示,Osprey最早正是在该光源部署的:"开发一个能够在多个设施上运行的平台,是一项庞大的软件工程任务,因为各设施的约束条件和仪器各不相同。由于加速器都是定制设备,共享软件在我们这个领域并不是默认做法。但这个项目让我们聚焦于以前从未有过的规模,共同打造一个统一的东西,而它带来了许多益处。你可以把Osprey接入一个新设施,它就能正常工作。我认为Osprey最终将成为全球数十个设施都会使用的平台。"
在下一阶段,MOAT-Core将把Osprey的功能部署到能源部体系内的更多加速器上,并扩展该工具,使其能够连接数字孪生系统,协助加速器设计。通过将AI在真实设备上学到的所有信息加以应用,研究人员将能够更快地运行更精确的模拟、规划未来实验,并设计下一代粒子加速器。而目前这一过程需要数年的计算和测试。
Hellert说:"你要在不同类型、不同强度、不同长度和不同位置的磁铁及组件之间做选择。可能性多到无穷无尽,而真正可行的解决方案只有寥寥几个。如何找到它们,在数学上是一个极具挑战性的问题,但这些编程智能体和智能体助手正是为加速这类工作流程而生的。"
Osprey旨在提升大型加速器和光源的性能。这类设施占能源部用户设施的一半,涵盖广泛的科学领域。例如,该AI工具将用于运行和优化ALS-U——先进光源正在进行的最先进升级项目。升级完成后,研究人员将借助增强后的先进光源,以原子级精度研究分子和材料,并在微电子、储能、制药、量子计算等领域开发新技术。
Osprey这类AI工具对于运行规模较小、在工业中用途日益增多的加速器也可能很重要,例如用于EUV光刻的微芯片制造。Hellert表示:"国家实验室开发的这类工具能为产业界带来很大益处。"
MOAT-Core合作团队包括阿贡国家实验室(Argonne)、伯克利国家实验室(Berkeley)、布鲁克海文国家实验室(Brookhaven)、费米国家加速器实验室(Fermi)、托马斯·杰斐逊国家加速器设施(Thomas Jefferson)、橡树岭国家实验室(Oak Ridge)、太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest)和SLAC国家加速器实验室(SLAC National Laboratories);康奈尔大学(Cornell University);密歇根州立大学稀有同位素束流设施(Michigan State University, Facility for Rare Isotope Beams);老道明大学(Old Dominion University);芝加哥大学(University of Chicago);以及产业界合作伙伴。
伯克利实验室的研究人员还是另外五个项目的合作伙伴。这些项目今天获得了第二阶段"创世纪计划"资助,目前尚待最终协议落实:极端环境规格到硅片加速项目(AXESS)、面向高性能计算的人工智能项目(AI4HPC)、面向科学量子计算的应用感知纠错协同设计项目(ASQC)、智能前沿格点QCD项目(Lattice QCD at the Intelligence Frontier),以及MAESTRO(用于地下空间推理与优化的多智能体AI专家系统)。
能源部还宣布了更多第一阶段"创世纪计划"资助项目。伯克利实验室的研究人员将参与其中两个项目,目前尚待最终协议落实:《从束流损失到束流智能:面向自主加速器设施的自适应生成式AI》,以及《催化中活性-选择性-稳定性机理规律的闭环自主发现》。伯克利实验室继续领导此前公布的13个第一阶段"创世纪计划"项目,并作为合作伙伴参与其他30多个项目。