Perkembangan teknologi komputasi dan energi fusi nuklir mencatat kemajuan penting setelah tim peneliti Amerika Serikat berhasil menguji chip superkonduktor yang mampu menganalisis data plasma fusi dengan kecepatan tinggi. Penelitian yang diumumkan Brookhaven National Laboratory pada 19 Oktober 2026 ini melibatkan Princeton Plasma Physics Laboratory, fasilitas fusi DIII-D, serta perusahaan Great Sky. Chip berbasis jaringan saraf superkonduktor tersebut berhasil memproses data eksperimen dengan kecepatan satu juta sampel per detik. Pencapaian ini membuka peluang pengembangan sistem pemantauan plasma yang lebih responsif, sekaligus menjadi langkah awal menuju teknologi pengendalian reaktor fusi yang semakin canggih dan efisien.
Peneliti Amerika Serikat Berhasil Menguji Chip Superkonduktor untuk Energi Fusi
Kelompok ilmuwan dari berbagai lembaga penelitian berhasil mendemonstrasikan teknologi semikonduktor alternatif untuk analisis plasma yang dirancang menangani data berkecepatan tinggi. Penelitian tersebut dilaksanakan dengan Brookhaven National Laboratory sebagai pemimpin penelitian, bekerja sama dengan Princeton Plasma Physics Laboratory, DIII-D National Fusion Facility, dan Great Sky. Berkat kolaborasi lintas lembaga, para peneliti membangun perangkat pemrosesan dengan pendekatan neuromorfik menggunakan sirkuit berbahan superkonduktor. Rancangan perangkat tersebut menjadi perhatian dalam penelitian energi fusi.
Penelitian jaringan saraf superkonduktor berkaitan dengan tantangan analisis informasi berkecepatan tinggi. Dalam fasilitas tokamak, perilaku plasma bisa mengalami perubahan cepat. Perubahan tersebut membutuhkan pemrosesan sinyal secara responsif agar peneliti dapat memahami kestabilan plasma. Komputer konvensional berbasis silikon memang memiliki kemampuan analisis yang luas, tetapi beban kerja tertentu membutuhkan pendekatan khusus. Karena itu, peneliti mengeksplorasi komputasi neuromorfik.
Cara Chip Neuromorfik Mengolah Informasi Plasma Berkecepatan Tinggi
Karakteristik paling menonjol chip tersebut terletak pada penggunaan jaringan saraf superkonduktor. Dibandingkan sistem yang mengandalkan transistor silikon, chip yang dikembangkan Great Sky menerapkan komputasi jaringan saraf melalui perangkat superkonduktor. Metode pemrosesan ini dirancang menjalankan operasi komputasi secara efisien. Melalui prinsip jaringan saraf buatan, hubungan antarunit pemrosesan digunakan untuk mengenali karakteristik data. Dengan rancangan tersebut, chip berpotensi menangani perubahan data secara cepat.
Material superkonduktor adalah zat yang menunjukkan sifat penghantaran listrik tanpa hambatan ketika persyaratannya terpenuhi. Sifat fisika ini memberikan peluang pengembangan sirkuit elektronik efisien. Walaupun menawarkan keuntungan, sistem superkonduktor umumnya membutuhkan pendinginan khusus. Oleh sebab itu, efisiensi sistem secara keseluruhan perlu diuji. Untuk pengembangan perangkat ini, teknologi penghubung berbasis cahaya turut digunakan. Perpaduan teknologi tersebut menunjukkan pendekatan komputasi yang berbeda.
Chip Berhasil Memproses Satu Juta Sampel Plasma Setiap Detik
Selama eksperimen yang dilakukan, tim peneliti memanfaatkan rekaman eksperimen tokamak DIII-D. Fasilitas penelitian tersebut merupakan fasilitas penelitian di California dan berada di bawah pengoperasian General Atomics. Data yang digunakan memiliki tingkat pengambilan data mencapai satu juta sampel per detik. Chip superkonduktor kemudian menunjukkan kemampuan memproses informasi dengan laju yang sama. Hasil eksperimen tersebut menunjukkan potensi penerapan pada analisis plasma berkecepatan tinggi.
Dalam dua eksperimen awal, chip menjalankan identifikasi pola tidak normal dan membantu mengenali indikasi gangguan kestabilan. Model pemrosesan untuk tugas tersebut disediakan oleh kelompok penelitian komputasi Brookhaven. Pada penelitian fusi magnetik, identifikasi perubahan kondisi plasma memiliki nilai penting. Meski begitu, demonstrasi ini memanfaatkan sinyal dari eksperimen sebelumnya. Artinya, keberhasilan tersebut belum membuktikan pengendalian reaktor secara langsung. Tahapan integrasi berikutnya masih menjadi bagian dari rencana penelitian.
Teknologi Google DeepMind Mendukung Eksperimen Chip Superkonduktor
Selain menggunakan data tokamak, para peneliti melakukan pengujian tambahan dengan simulasi melalui TORAX. Perangkat lunak TORAX dikenal sebagai simulator tokamak yang dikembangkan tim Google DeepMind Fusion. Pada eksperimen simulasi tersebut, chip menganalisis sinyal untuk memperkirakan munculnya ketidakstabilan sawtooth. Fenomena tersebut berkaitan dengan perubahan cepat pada kondisi plasma. Prediksi terhadap perubahan tersebut memberikan informasi penting untuk pengendalian plasma. Hasil pengujian menunjukkan kelayakan pendekatan komputasi.
Pada eksperimen plasma magnetik, pemantauan perilaku plasma menjadi kebutuhan utama. Plasma dalam reaktor dipertahankan melalui konfigurasi magnetik. Ketika kondisi plasma berubah, pengendali membutuhkan informasi yang relevan untuk membantu menjaga stabilitas eksperimen. Simulasi seperti TORAX memungkinkan penelitian skenario tertentu tanpa harus selalu melakukan eksperimen fisik baru. Walaupun demikian, hasilnya tetap perlu divalidasi melalui eksperimen nyata. Karena itu, demonstrasi chip belum merupakan tahap akhir penelitian.
Rencana Chip Generasi Berikutnya Mengarah pada Pengujian Tokamak Langsung
Pencapaian penelitian bersama tersebut mendorong pengembangan chip generasi berikutnya. Kolaborasi ilmuwan tersebut mempersiapkan arsitektur komputasi dengan ukuran jaringan meningkat sepuluh kali lipat dibandingkan versi yang telah diuji. Menurut rencana penelitian, demonstrasi perangkat baru ditargetkan berlangsung pada awal 2027 di Brookhaven National Laboratory. Setelah itu, penggunaan langsung di fasilitas DIII-D direncanakan berlangsung pada akhir 2027. Tahapan pengembangan ini akan menjadi kesempatan menguji integrasi sistem.
Di luar kebutuhan eksperimen fusi, arsitektur komputasi superkonduktor dapat dikembangkan untuk pekerjaan komputasi berbeda. Menurut perusahaan pengembang, pemrosesan informasi sinar-X secara cepat menjadi bidang yang menarik untuk diteliti. Di sisi lainnya, pengembangan sistem perlindungan jaringan, pengendalian dan koreksi kesalahan sistem kuantum, serta pengolahan informasi video secara adaptif juga disebut sebagai kemungkinan pemanfaatan. Namun, setiap bidang membutuhkan pengujian tersendiri. Oleh sebab itu, manfaat sebenarnya akan ditentukan oleh hasil eksperimen.
Keberhasilan Analisis Plasma Membuka Peluang Teknologi Energi Masa Depan
Demonstrasi perangkat jaringan saraf superkonduktor membuka peluang baru dalam penelitian energi fusi nuklir. Dengan keberhasilan menangani data berkecepatan tinggi, chip memberikan bukti awal kelayakan komputasi khusus. Pengujian klasifikasi anomali memberikan informasi untuk eksperimen lanjutan. Walaupun pencapaian tersebut menjanjikan, teknologi tersebut belum menjadi sistem kendali reaktor komersial. Rencana pengembangan pada 2027 akan membantu menentukan arah penelitian berikutnya. Menurut Anda, apakah komputasi neuromorfik berkecepatan tinggi akan mempercepat penelitian energi fusi?
