Ученый ускоряет работу HPC в ЦЕРНе с помощью графических процессоров и искусственного интеллекта

Примечание редактора: это часть серии статей, посвященных исследователям, развивающим науку с помощью высокопроизводительных вычислений.

Мария Жироне расширяет крупнейшую в мире сеть научных компьютеров с ускоренными вычислениями и искусственным интеллектом.

С 2002 года к.т.н. Доктор философии по физике элементарных частиц работал над сетью систем на 170 объектах в более чем 40 странах, которые поддерживают Большой адронный коллайдер ЦЕРН (БАК), который сам готов к серьезной модернизации.

Версия гигантского ускорителя с высокой светимостью (HL-LHC) будет производить в 10 раз больше столкновений протонов, порождая эксабайты данных в год. Это на порядок больше, чем было получено в 2012 году, когда в двух экспериментах был обнаружен бозон Хиггса, субатомная частица, подтвердившая понимание учёными Вселенной.

Жироне любила науку с первых дней своего детства в Южной Италии.

«В колледже я хотела узнать о фундаментальных силах, управляющих Вселенной, поэтому сосредоточилась на физике», — сказала она. «Меня привлек ЦЕРН, потому что здесь люди из разных уголков мира работают вместе, объединенные общей страстью к науке».

Европейская организация ядерных исследований, расположенная между Женевским озером и горами Юра, является связующим звеном для более чем 12 000 физиков.

Его 27-километровое кольцо иногда называют самой быстрой гоночной трассой в мире, потому что протоны летят вокруг него со скоростью 99,9999991% скорости света. Его сверхпроводящие магниты работают вблизи абсолютного нуля, создавая столкновения, температура которых на короткое время в миллионы раз превышает температуру Солнца.

В 2016 году Жироне был назначен техническим директором CERN openlab — группы, которая объединяет академических и отраслевых исследователей для ускорения инноваций и решения будущих вычислительных задач. Компания тесно сотрудничает с NVIDIA благодаря сотрудничеству с E4 Computer Engineering, специалистом в области высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта, базирующимся в Италии.

В одном из своих первых выступлений Жироне организовала первый семинар открытой лаборатории ЦЕРН по искусственному интеллекту.

Участие представителей промышленности было активным и с энтузиазмом относилось к этой технологии. В своих презентациях физики объяснили предстоящие задачи.

"К концу дня мы поняли, что находимся из двух разных миров, но люди слушали друг друга и с энтузиазмом выдвигали предложения, что делать дальше", - сказала она.

Сегодня количество публикаций о применении ИИ во всей цепочке обработки данных в физике высоких энергий растет, сообщает Жироне. По ее словам, эта работа привлекает молодых исследователей, которые видят возможности решения сложных проблем с помощью ИИ.

Тем временем исследователи также переносят программное обеспечение по физике на ускорители графических процессоров и используют существующие программы искусственного интеллекта, работающие на графических процессорах.

«Это не произошло бы так быстро, если бы NVIDIA не работала с нашими исследователями над решением проблем, ответами на вопросы и написанием статей», — сказала она. «Было чрезвычайно важно иметь в NVIDIA людей, которые понимают, как наука должна развиваться в тандеме с технологиями и как мы можем использовать ускорение с помощью графических процессоров».

Энергоэффективность является еще одним приоритетом для команды Жироне.

«Мы работаем над экспериментами по ряду проектов, таких как портирование на архитектуры с меньшим энергопотреблением, и с нетерпением ждем возможности оценить следующее поколение процессоров с меньшим энергопотреблением», — сказала она.

Чтобы подготовиться к HL-LHC, Жироне, назначенный в марте главой открытой лаборатории ЦЕРН, ищет новые способы ускорить науку с помощью машинного обучения и ускоренных вычислений. Другие инструменты также находятся на ближнем и дальнем горизонте.

Недавно группа выиграла финансирование на создание прототипа двигателя для создания цифровых двойников. Он будет предоставлять услуги физикам, а также исследователям в областях от астрономии до наук об окружающей среде.

ЦЕРН также начал сотрудничество между академическими и отраслевыми исследователями в области квантовых вычислений. Эта технология может продвинуть науку и привести к созданию более совершенных квантовых систем.

В ходе еще одного акта общественного становления Жироне вошла в число четырех соучредителей швейцарского отделения группы «Женщины в HPC». Это поможет определить конкретные действия по поддержке женщин на каждом этапе их карьеры.