La apuesta de Commonwealth Fusion Systems y Google DeepMind por la IA en fusión nuclear

Commonwealth Fusion Systems (CFS), empresa derivada del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) que lidera el desarrollo de la fusión nuclear de nueva generación, ha anunciado una alianza con Google DeepMind para aplicar inteligencia artificial al control del plasma y la optimización de sus reactores. La colaboración, que combina dos de los campos tecnológicos más prometedores del momento, la fusión y la IA, busca acelerar la llegada de la energía de fusión a la fase comercial.

Para conocer los detalles de este acuerdo y los próximos hitos del proyecto SPARC, el reactor experimental de CFS, entrevistamos a su director ejecutivo, Bob Mumgaard, quien explica cómo la IA puede transformar el control de los reactores y reducir los costes de desarrollo en la carrera hacia una fuente de energía limpia, segura y prácticamente ilimitada.

“El control del plasma es uno de los problemas más complejos de la física moderna”, señala Mumgaard. “La fusión requiere mantener una sustancia más caliente que el núcleo del Sol confinada de forma estable y continua. Cualquier fluctuación puede desestabilizar el sistema y apagar la reacción. La IA nos ofrece una herramienta para anticipar y corregir esas inestabilidades en tiempo real”.

El acuerdo entre CFS y Google DeepMind se estructura en tres grandes áreas de trabajo con impacto directo en el proyecto SPARC, diseñado para demostrar la viabilidad de la fusión comercial antes de que finalice la década. Una de ellas se centra en el desarrollo de simulaciones de plasma mucho más rápidas, un campo donde el software tradicional puede tardar días o semanas en generar resultados. “Con el nuevo marco TORAX de DeepMind, basado en módulos de física asistidos por inteligencia artificial, podemos obtener los mismos resultados en cuestión de minutos”, explica. “Eso nos permite explorar miles de configuraciones y avanzar más deprisa en el diseño de SPARC”.

La segunda línea de trabajo se orienta a la planificación de los pulsos de fusión, es decir, a la definición precisa de los parámetros de operación de cada experimento en el reactor. Los algoritmos desarrollados junto a DeepMind ayudarán a optimizar la secuencia de los pulsos y a maximizar la potencia neta obtenida bajo condiciones controladas. Según Mumgaard, “cada pulso es una oportunidad de aprendizaje. Con IA podemos analizar los datos de los experimentos anteriores y ajustar los siguientes para alcanzar los objetivos energéticos de forma más eficiente”.

La tercera área de cooperación se centra en estrategias de control en tiempo real mediante técnicas de aprendizaje por refuerzo, un tipo de inteligencia artificial capaz de adaptarse dinámicamente a las condiciones del plasma. “DeepMind ha demostrado con anterioridad cómo sus modelos pueden aprender a resolver problemas complejos en entornos cambiantes, desde juegos hasta robótica”, comenta el ejecutivo. “Ahora queremos aplicar ese mismo enfoque a la fusión, para que los sistemas aprendan a mantener la estabilidad del plasma mientras el reactor está funcionando”.

En palabras de Pushmeet Kohli, vicepresidente de Ciencia e Iniciativas Estratégicas de Google DeepMind, la colaboración con CFS se centra en el desarrollo del reactor SPARC, que busca convertirse en la primera máquina de fusión magnética capaz de generar energía neta de fusión, superando el punto de equilibrio energético (breakeven).

Según explica Kohli, el trabajo conjunto se concentra en el desarrollo de simulaciones de plasma rápidas y precisas mediante el sistema TORAX; la búsqueda de estrategias óptimas para maximizar la energía de fusión utilizando técnicas de aprendizaje por refuerzo y métodos evolutivos como AlphaEvolve; y la aplicación de inteligencia artificial para el control en tiempo real del plasma dentro del reactor experimental.

De la validación científica a la madurez industrial

Más allá de los avances técnicos, la alianza con Google DeepMind representa para CFS un paso decisivo en su proceso de madurez industrial. Desde su creación en 2018 como spin-off del MIT, la compañía ha centrado su esfuerzo en demostrar que la fusión magnética con imanes de alta temperatura (HTS) puede generar más energía de la que consume, un hito conocido en la comunidad científica como Q>1. “Pasamos de validar nuestra tecnología de imanes en 2021 a diseñar un reactor compacto y eficiente. Ahora nos acercamos a la fase operativa de SPARC, que servirá como base tecnológica de nuestra futura planta comercial, ARC”, explica Mumgaard.

El proyecto SPARC se encuentra actualmente en fase avanzada de construcción en Massachusetts y está previsto que logre la primera producción neta de energía de fusión en 2027. A partir de ese resultado, CFS espera trasladar las lecciones aprendidas al diseño de su primer reactor comercial, ARC, que podría entregar electricidad a la red a comienzos de la década de 2030. “Nuestro objetivo es que ARC sea la primera planta de fusión comercial del mundo”, afirma. “Ya hemos firmado acuerdos de compra de energía con empresas como Google y Eni, lo que demuestra que existe un interés real del mercado en esta tecnología”.

La inteligencia artificial también será fundamental en esa transición hacia la fase comercial. Los sistemas de aprendizaje automático no solo permitirán mejorar la eficiencia del plasma, sino también prever fallos y planificar el mantenimiento con precisión. “Un reactor de fusión no puede detenerse cada vez que aparece una pequeña fluctuación”, comenta Mumgaard. “La IA nos ayuda a anticipar esos eventos, gestionarlos con rapidez y prolongar la vida útil de los equipos. En definitiva, convierte un desafío físico en un problema computacional”.

Desde una perspectiva industrial, la incorporación de inteligencia artificial al proceso de desarrollo podría reducir de forma significativa los costes de investigación y los tiempos de validación. Los modelos predictivos y las simulaciones aceleradas permiten minimizar la necesidad de pruebas físicas, uno de los factores que históricamente ha encarecido el avance de la fusión. “Estamos utilizando la IA no solo para controlar la máquina, sino también para aprender más rápido y con menos recursos”, señala el directivo. “Eso acorta la distancia entre el laboratorio y la red eléctrica”.

La energía que la IA puede ayudarnos a producir

El impacto potencial de esta tecnología en los mercados energéticos globales es considerable. La fusión nuclear podría ofrecer una fuente de energía sin emisiones de carbono, de alta densidad y disponible las 24 horas, complementaria a las energías renovables. “Imagina un futuro en el que la energía del Sol esté disponible en la Tierra de forma constante”, afirma Mumgaard. “La fusión puede proporcionar una base firme para las redes eléctricas, impulsar la producción de hidrógeno verde y reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Es un cambio estructural en el modelo energético”.

En el sector energético, cada vez más analistas coinciden en que la combinación entre inteligencia artificial y fusión puede acelerar la llegada de la energía limpia a gran escala, al reducir la incertidumbre técnica y económica que rodea a este tipo de proyectos. La automatización de la simulación, el control predictivo y el análisis de datos en tiempo real pueden suponer para la fusión lo que la digitalización significó para las renovables: una revolución silenciosa pero irreversible.

La ambición de CFS es enorme, pero no está sola. En los últimos años, varias empresas privadas, entre ellas Helion Energy y TAE Technologies, han impulsado nuevas aproximaciones a la fusión. Sin embargo, pocas cuentan con una base científica tan sólida y un respaldo industrial comparable. “Nuestra ventaja es que no partimos de cero”, resume Mumgaard. “SPARC se apoya en décadas de investigación académica y en el conocimiento acumulado de toda la comunidad del MIT. Ahora, con la ayuda de DeepMind, podemos dar el salto hacia un desarrollo más rápido y controlado”.

Si las previsiones se cumplen, el reactor SPARC podría marcar un antes y un después en la historia de la energía. La colaboración entre CFS y Google DeepMind demuestra que la convergencia entre inteligencia artificial y ciencia aplicada no es solo una tendencia, sino un camino concreto hacia un sistema energético global más sostenible.

“Todo el mundo habla de cuánta energía va a consumir la inteligencia artificial”, concluye Bob Mumgaard, “pero la IA también puede ayudarnos a equilibrar la ecuación energética desde el lado de la oferta”.