В 2023 году Общество промышленной и прикладной математики (SIAM), член профессионального общества CRA, поручило целевой группе разработать стратегическое видение возникающих проблем в будущем вычислительной науки. Ранее в этом месяце целевая группа опубликовала свой доклад под названием Будущее вычислительной науки. Компания CCC рада подчеркнуть важность и своевременность этого отчета, в котором многие темы подтверждены нашей концептуальной деятельностью и отчетами. 

Как отмечается в докладе, Соединенные Штаты были бесспорным лидером в области передовых вычислений и вычислительной науки. Рабочая группа заявляет, что в последние годы этому лидерству бросили вызов стратегические соперники. Отчет «Будущее вычислительной науки» был создан для рассмотрения способов преодоления серьезных проблем для обеспечения дальнейшего лидерства США.

В этом отчете подчеркивается растущая важность междисциплинарного сотрудничества. Прорывы в вычислительной науке часто возникают в результате сотрудничества между экспертами из разных областей, что способствует инновациям и способствует прогрессу.

Воспитание следующего поколения ученых-компьютерщиков также важно для поддержания прогресса в области вычислений. Должны существовать надежные образовательные программы и инициативы по развитию рабочей силы, чтобы вооружить будущие поколения навыками, необходимыми для решения возникающих проблем.

Другие вопросы подчеркивают этические последствия компьютерных исследований, пропагандируя ответственную практику, прозрачность и подотчетность, чтобы гарантировать, что технологические достижения приносят пользу обществу в целом.

Инновации и открытия, влияние на общество и глобальные проблемы

Несколько областей в этом отчете проливают свет на три момента: 

Инновации и открытия. Способствуя междисциплинарному сотрудничеству и использованию новых технологий, учёные-компьютерщики могут открыть новые горизонты знаний и стимулировать инновации в различных областях.

Влияние на общество. Поскольку вычислительная наука продолжает развиваться, ее влияние на общество будет только расти. Этические соображения должны быть приоритетными, чтобы гарантировать, что технологические достижения внедряются ответственно и справедливо.

Глобальные вызовы: от изменения климата до здравоохранения, кибербезопасности и т. д., вычислительная наука играет жизненно важную роль в решении глобальных проблем. Используя вычислительные инструменты и методы, исследователи могут разрабатывать решения сложных проблем, затрагивающих человечество в целом.

Основные выводы в отчете:

1. Исследователям в области вычислительной техники и финансирующим агентствам следует сосредоточиться на создании более комплексных программ в области вычислительной техники. Это означает выделение средств, персонала и инфраструктуры для поддержки научных исследований и решения проблем с использованием вычислительных методов. Одна из программ включает проект Министерства энергетики (DOE) по экзафлопсным вычислениям, расположенный в Национальной лаборатории Ок-Ридж. Целью этого проекта является подготовка ученых и вычислительных мощностей к экзафлопсу — уровню суперкомпьютеров, способному выполнять по крайней мере один эксафлопс вычислений с плавающей запятой в секунду для поддержки обширных рабочих нагрузок. Чтобы в полной мере использовать технологию ECP и будущее оборудование, программа должна добиться успехов как в прикладной математике, так и в информатике. Это может включать разработку алгоритмов, численных методов и программных инструментов, оптимизированных для высокопроизводительных вычислительных сред.
2. Помимо использования текущих достижений, программа экзафлопсных вычислений должна предвидеть и подготовиться к будущим разработкам в области высокопроизводительных вычислений. Это включает в себя инвестиции в исследования и разработки, чтобы извлечь выгоду из предстоящих усовершенствований оборудования. Сотрудничество подчеркивается как необходимое условие успеха. Программа должна способствовать партнерству между прикладными математиками, учеными-компьютерщиками и учеными-прикладниками. Такой междисциплинарный подход гарантирует, что вычислительные решения будут эффективно адаптированы для решения важнейших национальных задач в различных областях.
3. Нации требуется комплексный набор инвестиций, чтобы гарантировать устойчивое развитие высокопроизводительных компьютерных технологий. Важно не только достичь экзафлопсных вычислений, но и обеспечить дальнейшее развитие таких возможностей для удовлетворения текущих и меняющихся потребностей страны в области передовых вычислительных наук.
4. Инвестиции в альтернативные вычислительные технологии, такие как нейроморфные и квантовые вычисления, необходимы для решения серьезных проблем в будущем, с которыми традиционные компьютерные архитектуры, возможно, не смогут справиться. Нейроморфные вычисления основаны на структуре и функционировании человеческого мозга. Целью проекта является разработка компьютерных систем, имитирующих нейронные сети мозга, позволяющих более эффективно и гибко обрабатывать информацию, особенно в задачах, связанных с распознаванием образов, обучением и адаптацией. Квантовые вычисления используют принципы квантовой механики для выполнения вычислений. Квантовые компьютеры обладают потенциалом решать определенные типы задач экспоненциально быстрее, чем классические компьютеры, особенно в таких областях, как криптография, оптимизация и моделирование.
5. По мере развития технологий научные инструменты и оборудование создают все более большие и сложные наборы данных. Чтобы продолжать двигаться вперед, ученым понадобится доступ к этим огромным объемам данных. Однако для этого потребуются значительные инвестиции в инфраструктуру, ресурсы и технологии для эффективного сбора, управления, анализа и интерпретации этих потоков данных. 
6. Искусственный интеллект и машинное обучение обладают значительным потенциалом для революции в процессах научных исследований. Эти технологии могут улучшить различные аспекты исследований, включая анализ данных, распознавание образов и выработку гипотез. Однако полная реализация этих возможностей потребует значительных инвестиций в математику и вычислительную технику.

Пересечение с недавними инициативами CCC

В этом отчете освещаются некоторые темы, которыми CCC интересуется или над которыми работает, например, Целевая группа по полному стеку. Эта целевая группа фокусируется на всем, что входит в компьютерную систему, и на том, как эти технологии взаимодействуют с пользователями и разработчиками. Беседы об экзафлопсных вычислениях, квантовых и нейроморфных вычислениях являются одними из многих дискуссий в группе. Фактически, один из членов рабочей группы по полному стеку, Билл Гропп из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, входит в совет CCC и является экспертом в области экзафлопсных вычислений, где он работает над этой технологией. 

Такие мероприятия, как семинар «Подходы к исследованиям в области технологий и общества, управляемые сообществом» (CDARTS), преследуют те же цели, что и этот отчет, — объединить исследователей в области вычислительной техники и сообщества, пострадавшие от воздействия систем искусственного интеллекта. Семинар CDARTS обсудил, как компьютерные исследования могут удовлетворить их потребности и передовые методы сотрудничества.

CCC также только что завершил серию из шести круглых столов по установлению передового междисциплинарного опыта компьютерных исследований, что соответствует многочисленным упоминаниям в отчете о срочной необходимости междисциплинарного сотрудничества. CCC выпустит совместный отчет с CRA по этой теме в ближайшие месяцы.

CRA и SIAM связаны во многом. Председатель рабочей группы SIAM Брюс Хендриксон из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса только что был избран в Совет директоров CRA. Мэри Холл, директор Школы вычислительной техники Университета Юты, также работала в рабочей группе и входит в совет CRA, а также входит в состав исполнительного комитета CRA. Прочтите полный отчет оперативной группы SIAM здесь.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://feeds.feedblitz.com/~/874676597/0/cccblog~New-SIAM-Report-Explores-the-Challenges-Facing-the-Future-of-Computational-Science/