Рентгеновские пульсары для навигации в космосе, фотонный суперкомпьютер, лаборатория нейроморфного искусственного интеллекта – все эти фантастические проекты уже сегодня реализуют учёные со всей России в рамках научной программы Национального центра физики и математики (НЦФМ) при поддержке Росатома.
На Дне НЦФМ студенты и молодые исследователи познакомились с работой Национального центра и узнали, к каким амбициозным проектам они могут присоединиться уже сейчас. Мероприятие прошло в Информационном центре по атомной энергии Нижнего Новгорода.
В мероприятии приняли участие заместитель научного руководителя НЦФМ – главный учёный секретарь НЦФМ академик РАН Дмитрий Бисикало; сопредседатель секции НТС НЦФМ «Математическое моделирование на супер-ЭВМ экса- и зеттафлопсной производительности» директор Филиала МГУ в Сарове член-корреспондент РАН Владимир Воеводин; а также студенты саровского филиала МГУ – образовательного ядра НЦФМ. Модераторами мероприятия выступили представители Информационного центра по атомной энергии Нижнего Новгорода.
Во вступительном слове спикеры отметили, что в современном мире очень актуален вопрос развития науки и технологий и что для обеспечения технологического суверенитета страны создаётся Национальный центр физики и математики – «научный городок XXI века» – как флагманский проект одной из инициатив Десятилетия науки и технологий в России.
«Проекты трансфера технологий НЦФМ в течение нескольких лет станут достижением не только Росатома, но и страны. В НЦФМ есть проекты уровня НИР, которые за 2-3 года можно довести до технологического уровня приемлемого для трансфера технологи. Одним из таких проектов является проект рентгеновского литографа, который мы реализуем совместно с АО «Русатом РДС». Ренгеновская литография – большой проект для создания современной ЭКБ, ведь в мире сейчас фактически монополия на подобные устройства принадлежит нидерландской компании ASML. По плану, за два года мы планируем создать альфа-машину и ещё спустя два-тригода – промышленный образец этой установки, – сказал Дмитрий Бисикало. – К 2030 году мы планируем построить три проекта класса «мегасайенс» в НЦФМ: фотонный компьютер рекордной производительност, Центр исследований экстремальных световых полей и многофункциональный ускорительный комплекс. В этом году мы начинаем строительство семи лабораторий «мидисайенс», более бюджетных, менее масштабных, но позволяющих уже отрабатывать компоненты наших флагманских проектов».
В лекции «Научная программа Национального центра физики и математики» Дмитрий Бисикало также отметил, что важным проектом трансфера технологий является создание стабильной системы космической навигации в ближнем и дальнем космосе. Эта идея сейчас нашла продолжение благодаря обнаружению множества рентгеновских пульсаров, которые имеют высокую стабильность и на небе неподвижны. Учёные планируют реализовать эту систему одновременно и для навигации на Земле.
«По большому счёту сегодня можно посчитать почти всё, и суперкомпьютерные технологии нужны практически во всех сферах, в промышленности, в науке. Объясню на примере, как усложняется математическое моделирование и для чего нужны новые вычислительные мощности. Попробуем промоделировать работу нефтяного резервуара на глубине нескольких километров, учитывая, что прямое наблюдение провести сложно. Будем считать, что это сеточная область на 100*100*100 точек. В каждой точке нужно вычислить, как реализуются от 5 до 20 функций, решить нелинейные уравнения, выполнить порядка тысячи операций. Если мы всё это проделаем, то получим хорошую статичную картинку на какой-то момент времени. Но нам нужно посмотреть динамику – провести от 100 до 1000 таких исследований. Это трудоёмко, нужно всё перемножить, и мы получаем колоссальную цифру в 2500 млрд операций, неподъёмную для современного сервера. Реальные расчёты в десятки-сотни раз превышают эту оценку, но такие расчёты безусловно нужно ставить на поток, ведь оптимизация процессов хотя бы в половину процента приносит колоссальную прибыль для нефтегазовых компаний. Пробурить скважину на Земле стоит 3-5 млн долларов, что соответствует стоимости хорошей вычислительной системы. Один раз промахнулись с бурением – пожалели, что не смоделировали процессы заранее», – поделился Владимир Воеводин в ходе лекции «Суперкомпьютерные технологии: наука, промышленность, образование».