10秒解鎖核融合能源的關鍵演演算法

在追求核融合能源的道路上，科學家們一直面臨著一個重大挑戰：如何設計出能夠有效控制電漿的複雜磁場系統。現在，一款名為QUADCOIL的突破性電腦程式，正為這個難題帶來革命性的解決方案。

QUADCOIL是由普林斯頓大學等機構的研究團隊開發，專門用於簡化「仿星器」（stellarator）磁鐵的設計。仿星器是一種用於控制電漿的裝置，未來有望成為核融合反應爐的核心元件。然而，傳統的設計方法往往耗時且效率低下，QUADCOIL的出現則大大加速了這一過程。

這款程式的最大優勢在於其快速預測磁鐵複雜度的能力。傳統方法需要數小時才能完成的計算，QUADCOIL僅需10秒即可完成。此外，它還能早期整合工程限制，幫助科學家設計出既符合物理學原理又易於製造的仿星器。

QUADCOIL的開發者之一、普林斯頓電漿物理實驗室的研究生Frank Fu表示：「這款程式能幫助我們避免那些雖然物理上可行，但實際建造時卻不切實際的電漿形狀。它讓設計過程更加流暢，並確保最終的規格是合理的。」

除了快速計算，QUADCOIL還能生成其他程式無法提供的資料，例如磁鐵的曲率和所承受的磁力。這使得科學家能夠更全面地評估設計方案，並在早期階段就做出必要的調整。

哥倫比亞大學應用物理學助理教授Elizabeth Paul指出：「設計仿星器的一大挑戰在於磁鐵的形狀往往非常複雜，難以建造。如果我們能利用電腦程式找到既符合物理需求又能用簡單形狀磁鐵形成的電漿形狀，我們就能更便宜地實現核融合能源。」

目前，研究團隊正在開發QUADCOIL的進階版本，該版本不僅能評估磁鐵的建造難度，還能提供改進電漿形狀的建議。未來，這款程式有望整合到更大的仿星器設計軟體套件中，進一步推動核融合能源的發展。

這項研究得到了美國能源部科學發現計畫和西蒙斯基金會的支援，相關論文已發表於《核融合》期刊。隨著QUADCOIL的不斷完善，核融合能源的夢想或許離我們越來越近了。