W 2023 r. Towarzystwo Matematyki Przemysłowej i Stosowanej (SIAM), stowarzyszone stowarzyszenie zawodowe należące do CRA, zleciło grupie zadaniowej opracowanie strategicznej wizji pojawiających się wyzwań w przyszłości informatyki. Na początku tego miesiąca grupa zadaniowa opublikowała swój raport zatytułowany Przyszłość nauk obliczeniowych. CCC z radością podkreśla wagę i aktualność tego raportu, w którym wiele tematów znajduje potwierdzenie w naszych wizjonerskich działaniach i raportach. 

Jak przytoczono w raporcie, Stany Zjednoczone były niekwestionowanym liderem w dziedzinie zaawansowanej informatyki i nauk obliczeniowych. Grupa zadaniowa stwierdza, że ​​w ostatnich latach przywództwo to było kwestionowane przez strategicznych rywali. Raport „Przyszłość nauk obliczeniowych” powstał w celu omówienia sposobów przezwyciężenia znaczących wyzwań w celu zapewnienia dalszego przywództwa Stanów Zjednoczonych.

W raporcie tym podkreślono rosnące znaczenie współpracy interdyscyplinarnej. Przełomy w informatyce często wynikają ze współpracy ekspertów z różnych dziedzin, co sprzyja innowacjom i napędza postęp.

Aby utrzymać postęp w dziedzinie informatyki, niezbędne jest także wychowywanie kolejnego pokolenia naukowców zajmujących się obliczeniami komputerowymi. Powinny istnieć solidne programy edukacyjne i inicjatywy na rzecz rozwoju siły roboczej, aby wyposażyć przyszłe pokolenia w umiejętności potrzebne do sprostania pojawiającym się wyzwaniom.

Inne pozycje podkreślają etyczne implikacje badań obliczeniowych, opowiadając się za odpowiedzialnymi praktykami, przejrzystością i odpowiedzialnością, aby zapewnić, że postęp technologiczny przyniesie korzyści całemu społeczeństwu.

Innowacje i odkrycia, wpływ społeczny i globalne wyzwania

Kilka obszarów niniejszego raportu rzuca światło na trzy punkty: 

Innowacje i odkrycia: wspierając współpracę interdyscyplinarną i wykorzystując nowe technologie, informatycy mogą odkrywać nowe granice wiedzy i wprowadzać innowacje w różnych dziedzinach.

Wpływ na społeczeństwo: W miarę ciągłego rozwoju nauk obliczeniowych ich wpływ na społeczeństwo będzie coraz większy. Aby zapewnić, że postęp technologiczny będzie dokonywany w sposób odpowiedzialny i sprawiedliwy, należy nadać priorytet kwestiom etycznym.

Globalne wyzwania: od zmian klimatycznych po opiekę zdrowotną, cyberbezpieczeństwo i nie tylko, informatyka ma do odegrania kluczową rolę w stawianiu czoła globalnym wyzwaniom. Wykorzystując narzędzia i techniki obliczeniowe, badacze mogą opracowywać rozwiązania złożonych problemów, które dotyczą całej ludzkości.

Najważniejsze ustalenia w raporcie to:

1. Badacze zajmujący się informatyką i agencje finansujące powinni skoncentrować się na tworzeniu bardziej kompleksowych programów z zakresu nauk obliczeniowych. Oznacza to przeznaczenie środków, personelu i infrastruktury na wsparcie badań naukowych i rozwiązywania problemów przy użyciu metod obliczeniowych. Jeden z programów obejmuje projekt obliczeń eksaskalowych Departamentu Energii (DOE), zlokalizowany w Laboratorium Narodowym w Oak Ridge. Celem tego projektu jest przygotowanie naukowców i obiektów obliczeniowych do eksaskali, czyli poziomu superkomputerów umożliwiającego wykonywanie co najmniej jednego obliczenia zmiennoprzecinkowego exaFLOPS na sekundę w celu obsługi dużych obciążeń. Aby w pełni wykorzystać technologię ECP i przyszły sprzęt, program musi poczynić postępy zarówno w matematyce stosowanej, jak i informatyce. Może to obejmować opracowanie algorytmów, metod numerycznych i narzędzi programowych zoptymalizowanych pod kątem środowisk obliczeniowych o wysokiej wydajności.
2. Oprócz wykorzystania bieżących osiągnięć program obliczeń eksaskalowych powinien przewidywać przyszłe zmiany w dziedzinie obliczeń o wysokiej wydajności i przygotowywać się na nie. Obejmuje to inwestycje w badania i rozwój w celu wykorzystania nadchodzących ulepszeń sprzętu. Współpraca jest podkreślana jako niezbędna do osiągnięcia sukcesu. Program powinien wspierać partnerstwo między matematykami stosowanymi, informatykami i naukowcami zajmującymi się zastosowaniami. To multidyscyplinarne podejście gwarantuje, że rozwiązania obliczeniowe będą skutecznie dostosowane do kluczowych wyzwań krajowych w różnych dziedzinach.
3. Kraj potrzebuje kompleksowego zestawu inwestycji, aby zagwarantować trwały rozwój technologii obliczeniowych o wysokiej wydajności. Ważne jest nie tylko osiągnięcie obliczeń eksaskalowych, ale także zapewnienie dalszego rozwoju takich możliwości, aby sprostać bieżącym i zmieniającym się wymaganiom kraju w dziedzinie zaawansowanych nauk obliczeniowych.
4. Inwestycje w alternatywne technologie obliczeniowe, takie jak obliczenia neuromorficzne i kwantowe, są niezbędne, aby sprostać poważnym wyzwaniom w przyszłości, którym konwencjonalne architektury komputerowe mogą nie być w stanie sprostać. Obliczenia neuromorficzne inspirowane są strukturą i funkcjonowaniem ludzkiego mózgu. Ma na celu opracowanie systemów komputerowych naśladujących sieci neuronowe mózgu, pozwalających na bardziej wydajne i elastyczne przetwarzanie informacji, szczególnie w zadaniach związanych z rozpoznawaniem wzorców, uczeniem się i adaptacją. Obliczenia kwantowe wykorzystują zasady mechaniki kwantowej do wykonywania obliczeń. Komputery kwantowe mają potencjał do rozwiązywania niektórych typów problemów wykładniczo szybciej niż komputery klasyczne, szczególnie w takich obszarach, jak kryptografia, optymalizacja i symulacja.
5. W miarę postępu technologii instrumenty i obiekty naukowe generują coraz większe i złożone zbiory danych. Aby móc kontynuować postęp, naukowcy będą potrzebować dostępu do tak ogromnych ilości danych. Będzie to jednak wymagało znacznych inwestycji w infrastrukturę, zasoby i technologię, aby skutecznie gromadzić, zarządzać, analizować i interpretować te strumienie danych. 
6. Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe mają znaczny potencjał zrewolucjonizowania procesów badań naukowych. Technologie te mogą usprawnić różne aspekty badań, w tym analizę danych, rozpoznawanie wzorców i generowanie hipotez. Pełne wykorzystanie tych możliwości będzie jednak wymagało znacznych inwestycji w matematykę i informatykę.

Skrzyżowanie z najnowszymi inicjatywami CCC

Raport ten podkreśla niektóre tematy, którymi interesuje się CCC lub nad którymi pracuje, np. grupa zadaniowa Full Stack. Ta grupa zadaniowa koncentruje się na wszystkim, co trafia do systemu komputerowego oraz na tym, jak te technologie współdziałają z użytkownikami i programistami. Rozmowy na temat obliczeń eksaskalowych, kwantowych i neuromorficznych należą do wielu dyskusji w grupie. Tak naprawdę jeden z członków Full Stack Task Force, Bill Gropp z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign, zasiada w radzie CCC i jest ekspertem w dziedzinie obliczeń eksaskalowych, gdzie pracuje nad tą technologią. 

Wydarzenia takie jak warsztaty dotyczące podejścia do badań w technologii i społeczeństwie kierowane przez społeczność (CDARTS) mają podobne cele jak niniejszy raport, a mianowicie gromadzą badaczy zajmujących się informatyką i społeczności dotknięte wpływem systemów sztucznej inteligencji. Warsztaty CDARTS dotyczyły tego, w jaki sposób badania komputerowe mogą wspierać ich potrzeby i najlepszych praktyk w zakresie współpracy.

CCC zakończyło także właśnie serię sześciu okrągłych stołów na temat ustalania interdyscyplinarnych najlepszych praktyk w badaniach informatycznych, co ma związek z licznymi wzmiankami zawartymi w raporcie o pilnej potrzebie współpracy interdyscyplinarnej. W nadchodzących miesiącach CCC opublikuje wspólny raport z CRA na ten temat.

CRA i SIAM są połączone na wiele sposobów. Przewodniczący grupy zadaniowej SIAM Bruce Hendrickson z Lawrence Livermore National Laboratory był sprawiedliwy wybrany do Zarządu CRA. Mary Hall, dyrektor School of Computing na Uniwersytecie Utah, również należała do grupy zadaniowej i jest członkiem Zarządu CRA, a jednocześnie jest członkiem Komitetu Wykonawczego CRA. Przeczytaj pełny raport grupy zadaniowej SIAM tutaj.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://feeds.feedblitz.com/~/874676597/0/cccblog~New-SIAM-Report-Explores-the-Challenges-Facing-the-Future-of-Computational-Science/