
聚变能源的故事,讲了几十年。太阳的反应原理人类早已搞清楚,但要在地球上复现这个过程,始终差着一口气。材料是一关,磁场约束是一关,而一个往往被忽视的卡脖子环节,是软件。
2026年6月,一位在聚变领域深耕多年的中国科学家决定正面硬啃这个问题。等离子体模拟科学家谢华生于今年4月在北京创立了VeloAlpha公司,并着手开发一款名为FusionAlpha的聚变反应堆模拟平台。他的目标,是让聚变领域拥有一套类似半导体行业EDA(电子设计自动化)软件的工具,让工程师在烧掉真金白银做实验之前,先在电脑上把设计跑通。
这个类比选得很精准。芯片设计师在送去晶圆厂流片之前,会用EDA软件反复仿真验证,把错误消灭在虚拟世界里。一次流片失败动辄数百万美元,EDA省下的钱不计其数。而聚变实验的单次试错成本,只会更高。
谢华生用"不可能三角"来描述当前聚变模拟软件的困境,这三个角分别是精度、速度和可靠性。
现有的高精度物理模拟工具,计算量往往大得离谱,跑一次模拟可能需要消耗数千个CPU核时,不具备工程设计阶段的实用性。速度快的工具又牺牲了精度,给出的结果不够可靠,无法指导真正的反应堆设计决策。原理简单的模型则过于粗糙,对边界条件的处理充满假设,外推到下一代更大尺度的装置时误差会急剧放大。
三者兼顾,至今没有人做到。
谢华生认为,局面正在发生变化。他指出,数学结构的持续改进和AI技术的快速进步,已经让十多个物理设计和分析模型的性能出现了质的跃升。AI在这里的作用并不是替代物理,而是用神经网络对高精度模拟数据进行代理建模,在保持相当精度的前提下把计算速度提升几个数量级。这条路线在气候模拟、药物设计等领域已经得到验证,谢华生判断,现在轮到聚变了。
这一判断有着明确的产业背景。
谢华生曾任职于能源奇点公司,这家上海初创公司建造了全球首台全超导托卡马克装置HH70,并于今年早些时候创下持续稳态运行1337秒的新纪录,其中约96%的核心知识产权实现了国产化。HH70采用高温超导材料REBCO制造磁体,体积更小、造价更低,代表了下一代紧凑型托卡马克路线的主流方向。
能源奇点并不孤单。全球范围内,包括英国的Tokamak Energy、美国的Commonwealth Fusion Systems在内,已有超过40家私人聚变公司累计融资超过70亿美元,中国国内也有新奥、星环聚能等多家公司并行推进。这些公司都面临同一个困境:建造反应堆的速度越来越快,但用于指导设计决策的模拟工具依然严重滞后。
谢华生把这个窗口称为聚变软件的"转折点"。他的FusionAlpha平台计划整合等离子体稳定性、加热、能量约束等多个维度的物理模块,并通过AI代理模型加速计算,让一次完整的反应堆设计迭代从数周压缩到数小时。
这件事的难度不言而喻。聚变等离子体是已知最复杂的物理系统之一,湍流、磁流体不稳定性和辐射行为之间存在高度非线性耦合,任何简化都可能埋下巨大的误差隐患。AI模型的训练数据本身来自那些不够快的高精度模拟,如何保证代理模型在极端工况下不失效,是整个方向面临的根本挑战。
但如果这条路走通了,意义不止于一家公司的商业成功。聚变能源的时间表,本质上取决于工程迭代的速度。软件如果能让每一轮试错变得更快、更便宜、更可靠,整个行业的进度表就有可能向前移动,让那个"永远还有三十年"的笑话,早一点成为历史。
更新时间:2026-06-22
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