NVIDIA und Siemens nutzen KI zur Beschleunigung der Kernfusion

Zwei Tech­no­lo­gie­gi­gan­ten arbei­ten zusam­men, um sau­be­re Ener­gie schnel­ler zu ver­wirk­li­chen. NVIDIA und Sie­mens haben eine vir­tu­el­le Kopie eines Kern­fu­si­ons­re­ak­tors namens SPARC erstellt. Die­ser digi­ta­le Zwil­ling ermög­licht es Wis­sen­schaft­lern, Ideen zu tes­ten, ohne zuerst etwas Phy­si­sches zu bau­en. Inge­nieu­re kön­nen nun Tau­sen­de von Mög­lich­kei­ten in Tagen statt Jah­ren unter­su­chen. Das Pro­jekt zielt dar­auf ab, bis 2027 zu bewei­sen, dass Fusi­on mehr Ener­gie pro­du­zie­ren kann, als sie ver­braucht. Aber wie genau hilft ein vir­tu­el­ler Reak­tor dabei, die Kraft der Son­ne hier auf der Erde zu entfesseln ?

Der NVIDIA-Siemens Digitale Zwilling eines Fusionsreaktors

Die Part­ner­schaft hat drei Bran­chen­füh­rer zusam­men­ge­bracht, um eine der größ­ten Ener­gie­her­aus­for­de­run­gen der Mensch­heit anzu­ge­hen. Com­mon­wealth Fusi­on Sys­tems, Sie­mens und NVIDIA kün­dig­ten ihre Zusam­men­ar­beit wäh­rend der CES 2026 in Las Vegas an. Ihr Ziel ? Den Bau eines vir­tu­el­len Reak­tors, der die ech­te SPARC-Fusi­ons­ma­schi­ne widerspiegelt.

Die­ser digi­ta­le Zwil­ling erstellt eine exak­te Kopie der tat­säch­li­chen Anla­ge in Mas­sa­chu­setts. Inge­nieu­re kön­nen unzäh­li­ge Tests durch­füh­ren, ohne phy­si­sche Aus­rüs­tung zu berüh­ren. Digi­ta­le Simu­la­tio­nen ermög­li­chen es ihnen, ver­schie­de­ne Sze­na­ri­en schnell und sicher zu unter­su­chen. Was in der Rea­li­tät Jah­re dau­ern könn­te, geschieht online in nur weni­gen Wochen.

Der vir­tu­el­le Reak­tor sam­melt mas­si­ve Men­gen an Infor­ma­tio­nen aus Maschi­nen­de­signs und Kom­po­nen­ten. Teams kön­nen Pro­ble­me früh erken­nen und sie schnell behe­ben. CFS hat seit 2018 fast 3 Mil­li­ar­den Dollar an Finan­zie­rung auf­ge­bracht, um die­se Tech­no­lo­gie vor­an­zu­trei­ben. Die­ser Ansatz beschleu­nigt den Weg zu sau­be­rer, reich­li­cher Ener­gie für alle.

Warum Digitale Zwillinge die Fusionsentwicklungszeit um 90% verkürzen könnten

Geschwin­dig­keit ver­än­dert alles in der Fusi­ons­for­schung. Die tra­di­tio­nel­le Reak­tor­ent­wick­lung dau­ert Jahr­zehn­te, weil Wis­sen­schaft­ler phy­si­sche Pro­to­ty­pen bau­en und sie sorg­fäl­tig tes­ten müs­sen. Ein Feh­ler könn­te teu­re Aus­rüs­tung beschä­di­gen. Digi­ta­le Zwil­lin­ge keh­ren die­ses Kon­zept völ­lig um.

Vir­tu­el­le Expe­ri­men­te ermög­li­chen es For­schern, Tau­sen­de von Sze­na­ri­en in Wochen statt Jah­ren zu tes­ten. Vor­her­sa­ge­mo­del­le ent­de­cken Pro­ble­me, bevor sie in ech­ten Reak­to­ren auf­tre­ten. SOPHIA-Soft­ware spie­gelt phy­si­sche Expe­ri­men­te wider und eli­mi­niert mensch­li­che Feh­ler aus der Glei­chung. Inge­nieu­re kön­nen vir­tu­el­le Reak­to­ren bis an ihre Gren­zen trei­ben, ohne Angst haben zu müs­sen. KI-Ersatz­mo­del­le beschleu­ni­gen Plas­ma­ver­hal­ten-Vor­her­sa­gen von wochen­lan­gen Super­com­pu­ter-Berech­nun­gen auf weni­ge Sekunden.

Die Zah­len erzäh­len die Geschich­te. Die­se Sys­te­me sagen Stö­run­gen 4,2 Sekun­den im Vor­aus mit 94,7% Genau­ig­keit vor­her. Die Ener­gie­aus­beu­te steigt um 22% durch digi­ta­le Vor­her­sa­gen. Quench-Ereig­nis­se sin­ken um 91%. Was einst meh­re­re phy­si­sche Durch­läu­fe erfor­der­te, geschieht jetzt ein­mal, per­fekt kalibriert.

Die­se Kom­pri­mie­rung ist ent­schei­dend. Kom­mer­zi­el­le Fusi­on ent­wi­ckelt sich von einem fer­nen Traum zu einer erreich­ba­ren Realität.

Wie der SPARC-Fusionsreaktor innerhalb von NVIDIA Omniverse läuft

Der Bau eines Fusi­ons­re­ak­tors in der rea­len Welt kos­tet Mil­li­ar­den von Dol­lar und dau­ert vie­le Jah­re. Com­mon­wealth Fusi­on Sys­tems fand einen schnel­le­ren Weg nach vorn. Sie bau­ten SPARC zuerst in NVIDIA Omniverse.

Die digi­ta­le Ver­si­on läuft auf NVI­DI­As leis­tungs­star­ken Com­pu­tern. Echt­zeit­über­wa­chung ver­bin­det den phy­si­schen Reak­tor mit sei­nem vir­tu­el­len Zwil­ling. Inge­nieu­re tes­ten Ideen in Sekun­den statt in Wochen. Drei KI-Model­le arbei­ten zusammen—sie sagen Plas­ma­form, Gleich­ge­wicht und Wär­me­mus­ter mit bemer­kens­wer­ter Simu­la­ti­ons­ge­nau­ig­keit vorher.

Sie­mens-Soft­ware speist Design­da­ten in Omni­ver­se ein. Bedie­ner pas­sen Para­me­ter vir­tu­ell an, bevor sie die ech­te Maschi­ne berüh­ren. Die­se Frei­heit zum Expe­ri­men­tie­ren beschleu­nigt den Fort­schritt hin zu sau­be­rer Ener­gie. Die Zusam­men­ar­beit inte­griert Ingenieurswesen‑, Fer­ti­gungs- und Betriebs­da­ten, um eine umfas­sen­de vir­tu­el­le Nach­bil­dung des Reak­tors zu erstellen.

Die KI- und Design-Software, die den virtuellen Reaktor antreibt

Hin­ter jedem erfolg­rei­chen digi­ta­len Zwil­ling steht leis­tungs­star­ke Soft­ware, die har­mo­nisch zusam­men­ar­bei­tet. NVIDIA Omni­ver­se lie­fert das Fun­da­ment mit sei­nen fort­schritt­li­chen Biblio­the­ken und dem Ope­nUSD-Frame­work. Die­se Platt­form hand­habt vir­tu­el­le Model­lie­rung mit bemer­kens­wer­ter Präzision.

Sie­mens NX fügt wesent­li­che Design-Inte­gra­ti­ons­fä­hig­kei­ten hin­zu. Die Soft­ware erstellt detail­lier­te Bau­plä­ne von SPARCs kom­ple­xen Sys­te­men. Zusam­men mit Sie­mens Xce­le­ra­tor ver­bin­den die­se Tools Fer­ti­gungs­da­ten mit KI-gestütz­ter Ana­ly­se.

Was macht die­se Part­ner­schaft beson­ders ? KI-Algo­rith­men ver­ar­bei­ten rie­si­ge Infor­ma­ti­ons­men­gen schnell. Sie erken­nen Mus­ter, die Men­schen mög­li­cher­wei­se über­se­hen. GPU-Beschleu­ni­gung stei­gert die Simu­la­ti­ons­ge­nau­ig­keit dra­ma­tisch und macht Vor­her­sa­gen zuverlässiger.

Die Fusi­on : NVIDIA Phy­sics­Ne­Mo und CUDA-X-Biblio­the­ken arbei­ten zusam­men mit Sie­mens-Engi­nee­ring-Platt­for­men. Die­se Kom­bi­na­ti­on lie­fert Ech­zeit-Ergeb­nis­se. Inge­nieu­re tes­ten Sze­na­ri­en ohne phy­si­sche Pro­to­ty­pen zu bau­en. NVI­DI­As Infra­struk­tur kom­bi­niert sich mit Sie­mens’ Bran­chen­ex­per­ti­se, um die Lücke zwi­schen inno­va­ti­ven Kon­zep­ten und prak­ti­scher Umset­zung zu über­brü­cken. Die Tech­no­lo­gie defi­niert neu, wie Teams bahn­bre­chen­de Ener­gie­pro­jek­te angehen.

SPARC Fusion’s 2027 Netto-Energie-Ziel und Netz-Zeitplan

Ein wich­ti­ger Mei­len­stein zeich­net sich am Hori­zont für Fusi­ons­en­er­gie ab. SPARC zielt dar­auf ab, Net­to-Ener­gie­ge­winn im Jahr 2027 zu demons­trie­ren und mehr Ener­gie zu pro­du­zie­ren, als es ver­braucht. Die­se Errun­gen­schaft wür­de die ers­te kom­mer­zi­ell bedeut­sa­me Fusi­ons­ma­schi­ne mar­kie­ren, mit Ener­gie­mei­len­stei­nen, die einen Gewinn­fak­tor von über zehn anstreben.

Die Anla­ge ist bereits über 60% fer­tig­ge­stellt. Ers­tes Plas­ma ist für 2026 geplant, mit vol­lem Betrieb ab 2027. Die Mon­ta­ge begann im April 2025 mit der Instal­la­ti­on der Kryostat-Basis.

Die­se Ener­gie­mei­len­stei­ne ebnen den Weg für ARC, das ers­te kom­mer­zi­el­le Kraft­werk in Vir­gi­nia. Der Bau beginnt in den spä­ten 2020^er Jah­ren und wird in den frü­hen 2030^er Jah­ren an das Netz ange­schlos­sen. Es wird 400 Mega­watt erzeugen—genug Strom für 150.000 Haushalte.

Ope­ra­ti­ve Her­aus­for­de­run­gen blei­ben bestehen, aber Goo­gles Strom­ab­nah­me­ver­trag signa­li­siert Ver­trau­en in SPARCs Zeit­plan. Der Toka­mak dient als Behäl­ter zur Ein­däm­mung von Plas­ma bei Tem­pe­ra­tu­ren, die den Kern der Son­ne wäh­rend Fusi­ons­ope­ra­tio­nen überschreiten.

Was das für das Rennen um kommerzielle Fusionsenergie bedeutet

Da sich SPARC sei­nem 2027-Demons­tra­ti­ons­ter­min nähert, heizt sich das Ren­nen um kom­mer­zi­el­le Fusi­ons­en­er­gie welt­weit auf. Chi­nas mas­si­ve Inves­ti­ti­on von 6–12 Mil­li­ar­den Dol­lar und neue Anla­gen zei­gen, wie ernst die­se Kon­kur­renz gewor­den ist. Ihr EAST-Toka­mak hielt kürz­lich Plas­ma für über 1.000 Sekun­den aufrecht—ein bemer­kens­wer­ter Meilenstein.

Wäh­rend­des­sen trei­ben ame­ri­ka­ni­sche Inno­va­to­ren mit muti­gen Plä­nen vor­an. Es wird erwar­tet, dass Tech­no­lo­gie­gi­gan­ten bald Strom­ab­nah­me­ver­trä­ge unter­zeich­nen und ech­tes Geld auf die kom­mer­zi­el­le Mach­bar­keit der Fusi­on set­zen. Hel­ion und TAE zie­len auf spe­zi­fi­sche Zeit­plä­ne ab, mit Anla­gen, die für die frü­hen 2030^er Jah­re geplant sind. Com­mon­wealth Fusi­on Sys­tems hat fast 3 Mil­li­ar­den Dol­lar auf­ge­bracht, um SPARC zu bau­en und sich auf ihre ers­te kom­mer­zi­el­le Anla­ge zuzubewegen.

Die­ser Fort­schritt ist wich­tig für die Ener­gie­si­cher­heit. Natio­nen, die die Fusi­on zuerst kna­cken, erlan­gen enor­me Vor­tei­le. Locke­re­re Vor­schrif­ten durch das ADVAN­CE-Gesetz hel­fen US-Unter­neh­men, schnel­ler vor­an­zu­kom­men. Öffent­lich-pri­va­te Part­ner­schaf­ten stär­ken die Bemü­hun­gen. Die Ziel­li­nie ist näher denn je.

Wie sich das im Vergleich zu anderen KI-gesteuerten Fusionsprojekten verhält

Die Sie­mens-NVI­DIA-Zusam­men­ar­beit bei digi­ta­len Zwil­lin­gen stellt nur ein Puz­zle­teil eines viel grö­ße­ren Gan­zen dar. KI ver­än­dert die Fusi­ons­ef­fi­zi­enz in meh­re­ren Pro­jek­ten welt­weit, wobei jedes ein­zig­ar­ti­ge Stär­ken für die­se wich­ti­ge Her­aus­for­de­rung mitbringt.

Wich­ti­ge KI-Kooperationsprojekte :

• Die Chi­ne­si­sche Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten ent­wi­ckel­te Stö­rungs­vor­her­sa­ge-Tools mit 94% Genau­ig­keit und 137 Mil­li­se­kun­den Vorwarnzeit—entscheidend für die Reaktorsicherheit.
• Com­mon­wealth Fusi­on Sys­tems arbei­tet mit Goog­le zusam­men, um die Plas­ma­kon­trol­le für ihren SPARC-Pro­to­typ zu opti­mie­ren, mit dem Ziel des ers­ten Plas­mas bis 2026.
• Hel­ion Ener­gy nutzt Micro­softs Unter­stüt­zung für den kon­ti­nu­ier­li­chen Reak­tor­be­trieb in ihrer Ori­on-Anla­ge, geplant für Lie­fe­rung 2028.

Die­se Part­ner­schaf­ten haben einen gemein­sa­men Nen­ner : die Kom­bi­na­ti­on der KI-Exper­ti­se von Tech-Gigan­ten mit dem Phy­sik­wis­sen von Fusi­ons­in­no­va­to­ren. Das Ren­nen geht nicht nur dar­um, wer zuerst Reak­to­ren baut—es geht dar­um, wer intel­li­gen­te Kon­troll­sys­te­me beherrscht, die Fusi­on prak­ti­ka­bel und zuver­läs­sig machen. KI beschleu­nigt die Daten­ver­ar­bei­tung zum Plas­ma­ver­hal­ten und magne­ti­schen Tur­bu­len­zen und ver­bes­sert die Qua­li­tät der Versuchsergebnisse.

Quellenangabe

• https://www.powermag.com/commonwealth-fusion-systems-siemens-nvidia-will-develop-fusion-digital-twin/
• https://nvidianews.nvidia.com/news/siemens-and-nvidia-expand-partnership-industrial-ai-operating-system
• https://fortune.com/2026/01/07/fusion-power-commonwealth-sparc-nuclear-fusion-pilot-ai-siemens-nvidia/
• https://www.axios.com/2026/01/06/nvidia-siemens-fusion-energy-startup-cfs
• https://cfs.energy/news-and-media/commonwealth-fusion-systems-accelerates-commercial-fusion-with-siemens-and-nvidia-leveraging-ai-powered-digital-twins/
• https://www.latitudemedia.com/news/commonwealth-fusion-systems-launches-digital-twin-with-nvidia-and-siemens/
• https://www.datacenterdynamics.com/en/news/cfs-partners-with-nvidia-siemens-to-build-ai-digital-twin-for-sparc-fusion-reactor/
• https://www.nucnet.org/news/commonwealth-fusion-systems-siemens-nvidia-to-develop-fusion-digital-twin‑1–3‑2026
• https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/siemens-unveils-technologies-accelerate-industrial-ai-revolution-ces-2026
• https://blogs.nvidia.com/blog/nvidia-general-atomics-fusion/