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美国发布AI科研计划,聚焦26项关键挑战,涵盖核聚变与量子技术

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美国“创世纪”计划曝光:26项科技攻坚,核能与AI成核心引擎

为重塑全球科技主导权,美国能源部正式公布“创世纪”(Genesis)国家级科研计划的首批26项关键技术挑战。这不是一份普通的技术清单,而是一场以人工智能为引擎、以国家实验室为中枢、以十年为周期的系统性科技总攻。其目标清晰:在核能、量子计算、半导体、生物材料等关键领域,彻底扭转过去十年的相对停滞,重夺全球科技制高点。

在这26项挑战中,核技术相关项目占据近一半席位,堪称“重中之重”。美国能源部明确将AI用于整合过去数十年积累的核试验数据、反应堆运行记录和材料失效报告,目标直指两个突破口:一是让核聚变从“实验室奇迹”变为“可运行的能源”,二是全面提升现有核设施的安全性与退役效率。劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)去年实现的聚变点火突破,只是起点。如今,他们正与通用原子公司、TAE Technologies等私营企业联手,借助AI模拟数百万种等离子体约束方案,试图将聚变发电的实验周期从数年缩短至数月。

与此同时,核材料安全与核威胁评估也被提升到国家安全新高度。随着全球核扩散风险上升,美国正构建一套AI驱动的“核材料追踪系统”,通过卫星遥感、辐射信号分析与供应链数据融合,实时监控全球铀、钚等敏感材料的流动轨迹。这一系统不仅服务于情报机构,更将为国际核不扩散条约提供可验证的技术支撑。

不只是核能:AI正在重塑美国科技底座

在量子领域,美国正试图绕开传统算法设计的瓶颈。过去,量子算法依赖物理学家的直觉与数学推演,耗时数年。如今,麻省理工学院与谷歌量子AI团队合作,用生成式AI自动生成数千种新型量子门序列,并通过模拟筛选出最稳定、最抗噪的方案。目标是五年内建成全球首个“AI设计+AI验证”的量子科学平台,为药物研发、密码破译和材料模拟提供颠覆性工具。

在半导体领域,美国的焦虑远不止于芯片制造。计划明确提出要“重建从矿石到晶圆”的完整生态。这意味着不仅要重振台积电、三星之外的本土代工能力,更要确保稀土、镓、锗等关键矿产的自主供应。为此,能源部正联合美国地质调查局(USGS)与矿业巨头,利用AI分析全球地质数据,定位潜在的新矿藏,并开发低能耗提纯技术,减少对海外供应链的依赖。

在生物与材料领域,一项鲜为人知但影响深远的计划正在推进:用AI预测并合成“可编程材料”。传统材料研发依赖试错,而新系统能根据目标功能——比如“在极端温度下自愈”或“吸收特定波段辐射”——直接生成分子结构。美国橡树岭国家实验室已成功用该方法设计出新型高温超导体,性能超越现有材料30%以上,未来可能用于下一代核聚变装置磁体或高超音速飞行器热防护层。

没有预算的蓝图?挑战背后的真实困境

值得注意的是,这份被白宫誉为“21世纪曼哈顿计划”的清单,至今未公布任何具体资金安排,也未说明由哪个机构主导执行。26项挑战中,多数依赖国家实验室的现有设备,但许多设施已超期服役。例如,位于爱达荷州的国家反应堆测试站,其核心实验台已运行40年,急需升级,却迟迟未获拨款。

业内专家指出,真正决定成败的不是目标有多宏大,而是能否持续输血。以核聚变为例,美国政府过去十年在该领域累计投入约40亿美元,仅为欧盟“ITER”项目的三分之一。若“创世纪”计划不能在2025年前敲定至少500亿美元的长期投入,许多项目将止步于PPT阶段。

更现实的问题是:人才从哪来?美国大学的物理、核工程专业招生连续五年下滑,而中国、德国的同类专业毕业生数量已超过美国。没有足够工程师和科学家,再先进的AI平台也只是空转。

谁在背后推动这场科技总动员?

“创世纪”计划虽由能源部牵头,但其背后是军方、科技巨头与军工复合体的深度绑定。五角大楼已秘密参与核威胁评估与高超音速材料研发项目;英伟达为国家实验室提供定制AI芯片;波音、洛克希德·马丁正联合开发AI驱动的“自主实验室”——一个能24小时无人值守、自动完成实验设计、执行与数据分析的闭环系统。这不仅是科研模式的革新,更是军工科研体系的全面数字化转型。

对普通美国人而言,这些项目或许遥远,但其影响正在逼近:如果聚变能源成功,电价可能下降40%;如果量子计算突破,医保数据加密体系将被彻底重构;如果微电子供应链重建,你手机里的芯片可能不再来自台湾或韩国。

这不是一场“科技竞赛”,而是一场关乎国家生存能力的系统性重构。美国能否在AI时代重新定义“领先”,答案不在实验室的屏幕上,而在国会的预算案里,在大学的招生简章中,在工厂的招聘启事上。