2023. aastal tellis CRA-ga seotud kutseühingu liige Industrial and Applied Mathematics (SIAM) töörühma, et koostada strateegiline visioon arvutusteaduse tuleviku väljakutseteks. Selle kuu alguses avaldas töörühm oma aruande pealkirjaga Arvutusteaduse tulevik. CCC-l on hea meel rõhutada selle aruande olulisust ja ajakohasust, kuna meie visioonitegevused ja aruanded kinnitavad paljusid teemasid. 

Nagu raportis tsiteeritud, oli Ameerika Ühendriigid arenenud andmetöötluse ja arvutusteaduste alal vaieldamatu liider. Töörühm märgib, et viimastel aastatel on sellele juhtimisele väljakutseid esitanud strateegilised rivaalid. Arvutusteaduse tuleviku aruanne loodi selleks, et käsitleda võimalusi, kuidas ületada olulisi väljakutseid, et tagada USA jätkuv juhtroll.

See aruanne rõhutab interdistsiplinaarse koostöö kasvavat tähtsust. Läbimurded arvutusteaduses tulenevad sageli erinevate valdkondade ekspertide koostööst, mis soodustab innovatsiooni ja edendab edusamme.

Arvutiteadlaste järgmise põlvkonna kasvatamine on samuti oluline andmetöötlusvaldkonna edusammude säilitamiseks. Tuleks luua tugevaid haridusprogramme ja tööjõu arendamise algatusi, et anda tulevastele põlvkondadele oskused, mida on vaja esilekerkivate väljakutsetega toimetulemiseks.

Teised punktid tõstavad esile arvutusuuringute eetilist mõju, propageerides vastutustundlikke tavasid, läbipaistvust ja vastutust, tagamaks, et tehnoloogilised edusammud toovad kasu ühiskonnale tervikuna.

Innovatsioon ja avastus, ühiskondlik mõju ja globaalsed väljakutsed

Mitmed selle aruande valdkonnad tõstavad valgust kolmele punktile: 

Innovatsioon ja avastamine: soodustades interdistsiplinaarset koostööd ja omaks võttes uusi tehnoloogiaid, saavad arvutusteadlased avada uusi teadmiste piire ja edendada innovatsiooni erinevates valdkondades.

Ühiskondlik mõju: kui arvutusteadus edeneb jätkuvalt, kasvab selle mõju ühiskonnale ainult. Eetilised kaalutlused tuleb seada esikohale, et tagada tehnoloogiliste edusammude kehtestamine vastutustundlikult ja õiglaselt.

Ülemaailmsed väljakutsed: kliimamuutustest tervishoiuni küberjulgeolekuni ja mujalgi – arvutusteadusel on globaalsete väljakutsetega tegelemisel ülitähtis roll. Arvutusvahendeid ja tehnikaid võimendades saavad teadlased välja töötada lahendusi keerulistele probleemidele, mis mõjutavad inimkonda tervikuna.

Aruande peamisteks järeldusteks on:

1. Arvutusteadlased ja rahastavad agentuurid peaksid keskenduma põhjalikumate arvutusteaduse programmide loomisele. See tähendab rahaliste vahendite, personali ja infrastruktuuri eraldamist teadusliku uurimistöö ja arvutusmeetodite abil probleemide lahendamise toetamiseks. Üks programm sisaldab Energeetikaministeeriumi (DOE) Exascale Computing Project, mis asub Oak Ridge'i riiklikus laboris. Selle projekti eesmärk on valmistada teadlasi ja arvutusseadmeid ette eksaskaalaks, superarvutuseks, mis on võimeline tegema vähemalt ühe exaFLOPSi ujukomaarvutuse sekundis, et toetada ulatuslikku töökoormust. ECP-tehnoloogia ja tulevase riistvara täielikuks kasutamiseks peab programm tegema edusamme nii rakendusmatemaatikas kui ka arvutiteaduses. See võib hõlmata suure jõudlusega andmetöötluskeskkondade jaoks optimeeritud algoritmide, numbriliste meetodite ja tarkvaratööriistade väljatöötamist.
2. Lisaks praeguste edusammude ärakasutamisele peaks Exascale Computing programm ette nägema kõrgjõudlusega andmetöötluse tulevasi arenguid ja valmistuma nendeks. See hõlmab investeeringuid teadus- ja arendustegevusse, et saada kasu tulevastest riistvaratäiustustest. Rõhutatakse, et koostöö on edu saavutamiseks hädavajalik. Programm peaks edendama partnerlussuhteid rakendusmatemaatikute, arvutiteadlaste ja rakendusteadlaste vahel. See multidistsiplinaarne lähenemisviis tagab, et arvutuslahendused on tõhusalt kohandatud kriitiliste riiklike probleemide lahendamiseks erinevates valdkondades.
3. Riigil on vaja laiaulatuslikku investeeringute kogumit, et tagada suure jõudlusega andmetöötlustehnoloogiate pidev areng. Oluline on mitte ainult saavutada eksamastaabis andmetöötlus, vaid ka tagada, et selliste võimaluste arendamine laieneks veelgi, et vastata riigi käimasolevatele ja muutuvatele nõuetele kõrgetasemelise arvutusteaduse valdkonnas.
4. Investeerimine alternatiivsetesse andmetöötlustehnoloogiatesse, nagu neuromorf- ja kvantandmetöötlus, on hädavajalik, et tulevikus lahendada olulisi väljakutseid, mida tavapärased arvutiarhitektuurid ei pruugi suutma hakata. Neuromorfne andmetöötlus on inspireeritud inimese aju struktuurist ja toimimisest. Selle eesmärk on arendada arvutisüsteeme, mis jäljendavad aju närvivõrke, võimaldades tõhusamat ja paindlikumat teabetöötlust, eriti mustrite tuvastamise, õppimise ja kohanemisega seotud ülesannete puhul. Kvantarvutus kasutab arvutuste tegemiseks kvantmehaanika põhimõtteid. Kvantarvutitel on potentsiaal lahendada teatud tüüpi probleeme eksponentsiaalselt kiiremini kui klassikalised arvutid, eriti sellistes valdkondades nagu krüptograafia, optimeerimine ja simulatsioon.
5. Tehnoloogia arenedes loovad teadusinstrumendid ja -rajatised üha suuremaid ja keerukamaid andmekogusid. Edenemise jätkamiseks vajavad teadlased juurdepääsu nendele tohututele andmetele. See nõuab aga märkimisväärseid investeeringuid infrastruktuuri, ressursse ja tehnoloogiasse, et neid andmevooge tõhusalt koguda, hallata, analüüsida ja tõlgendada. 
6. Tehisintellektil ja masinõppel on märkimisväärne potentsiaal teadusuuringute protsesside pöördeliseks muutmiseks. Need tehnoloogiad võivad täiustada uurimistöö erinevaid aspekte, sealhulgas andmeanalüüsi, mustrituvastust ja hüpoteeside loomist. Nende võimaluste täielik realiseerimine nõuab aga suuri investeeringuid matemaatikasse ja andmetöötlusse.

Ristmik CCC hiljutiste algatustega

See aruanne tugevdab mõningaid teemasid, millest CCC on huvitatud või mille kallal töötab, näiteks Full Stack Task Force. See töörühm keskendub kõigele, mis arvutisüsteemi läheb, ning sellele, kuidas need tehnoloogiad kasutajate ja arendajatega liidevad. Vestlused eksamastaabilise andmetöötluse, kvant- ja neuromorfse andmetöötluse üle on üks paljudest rühmas toimuvatest aruteludest. Tegelikult töötab üks Full Stack Task Force'i liikmetest Bill Gropp Illinoisi ülikoolist Urbana-Champaignis CCC nõukogus ja on selle tehnoloogia kallal töötava eksascale andmetöötluse ekspert. 

Sellised sündmused nagu The Community Driven Approaches to Research in Technology & Society (CDARTS) jagavad sarnaseid eesmärke kui käesoleval aruandel, et tuua kokku arvutiteadlased ja AI-süsteemide mõjudest mõjutatud kogukonnad. CDARTSi töötoas käsitleti seda, kuidas andmetöötlusuuringud saavad toetada nende vajadusi ja parimaid koostöötavasid.

CCC on äsja lõpetanud ka 6 ümarlauasarja interdistsiplinaarsete parimate tavade loomise kohta andmetöötlusuuringute jaoks, mis on asjakohane aruandes sisalduvate arvukate mainimiste puhul, mis puudutavad tungivat vajadust valdkondadevahelise koostöö järele. CCC avaldab lähikuudel CRA-ga selleteemalise ühisaruande.

CRA ja SIAM on seotud mitmel viisil. SIAM töörühma esimees Bruce Hendrickson Lawrence Livermore'i riiklikust laborist oli just valitud CRA juhatusele. Mary Hall, Utah' ülikooli andmetöötluskooli direktor, on samuti töötanud töörühmas ja on reitinguagentuuri juhatuses, teenides samal ajal CRA täitevkomitees. Lugege SIAM-i töörühma täielikku aruannet siin.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://feeds.feedblitz.com/~/874676597/0/cccblog~New-SIAM-Report-Explores-the-Challenges-Facing-the-Future-of-Computational-Science/