Как устроен Национальный центр физики и математики

Между собой создатели проекта называют Национальный центр физики и математики «Академгородком XXI века». Но есть серьёзные отличия от научных центров прошлого века: Новосибирского, Уральского, Дальневосточного академгородков.

В советское время решались задачи пространственного научно-технического освоения страны, говорит научный руководитель НЦФМ, академик РАН Александр Сергеев.

Один из важных проектов Национального центра физики и математики — это создание лабораторий класса «мидисайенс», которые нужны для решения актуальных задач современной науки и трансфера технологий. В ближайшие годы начнут работать 7 таких лабораторий.

Лаборатория фотонных вычислительных устройств станет основой для создания уникальных аналоговых вычислительных систем, а также фотонной вычислительной машины НЦФМ класса «мегасайенс» — супермощного компьютера, который сможет обрабатывать информацию со скоростью до 10²² операций в секунду.

Машины, которые обрабатывают данные со скоростью 10¹⁸ операций в секунду, уже работают над сложнейшими задачами в США и Китае: от обработки огромных массивов данных до развития искусственного интеллекта.

Создание отечественных фотонных вычислительных устройств укрепит позиции страны в глобальной технологической гонке. В будущем такие системы помогут развивать технологии искусственного интеллекта, моделировать сложные технические и природные системы и решать задачи, которые сегодня кажутся невероятными.

О новых лабораториях на канале НЦФМ

В Национальном центре физики и математики создаётся лаборатория суперкомпьютерных двойников индустриальных объектов, в которой будет разработан комплекс математических методик и алгоритмов для создания и внедрения в промышленную практику элементов цифрового «клона» сложного объекта: как и авиадвигателя, так и реактора малой мощности.

Цифровой двойник существует в виртуальном мире и позволяет проводить эксперименты, которые в реальности заняли бы годы и десятилетия и стоили бы десятки миллионов рублей. Эти технологии позволят моделировать поведение промышленных объектов в различных условиях, предсказывать их поведение в штатных и критических ситуациях, а также улучшать их проектирование. Например, вместо того, чтобы строить и тестировать множество прототипов нового авиадвигателя, инженеры будут использовать цифровой двойник для оптимизации конструкции и выявления проблем ещё до того, как начнётся производство.

Как уникальные лаборатории класса «мидисайенс» повлияют на развитие индустрии?

Использование суперкомпьютеров, которые сегодня могут выполнять до 1015-1018 операций в секунду, и цифровых двойников позволит значительно сократить время и затраты на разработку новых технологий. Ключевым инструментом научных исследований и решения практических задач лаборатории станет отечественный пакет программ «Логос», который уже позволяет проводить сложные расчеты с использованием до 10 000 процессоров. Узнать больше о других математических проектах НЦФМ можно в посте о лаборатории фотонных вычислительных устройств.

О научных лабораториях на канале НЦФМ.

Национальный центр физики и математики создаёт 7 лабораторий класса «мидисайенс», которые начнут работать в ближайшие годы для развития науки и трансфера технологий.

Лаборатория сверхсильных оптических полей «Мультитера» станет инновационным научно-исследовательским комплексом, где будут генерироваться сверхсильные световые поля и создаваться новые лазерные технологии, меняющие взгляд на мир, ведь современные исследования требуют инструментов с высочайшей точностью и мощностью.

Лаборатория сверхсильных оптических полей «Мультитера»: будущее лазерных технологий

Лаборатория «Мультитера» займется разработкой передовых лазерных установок с наносекундной и фемтосекундной длительностью импульсов (это одна миллионная миллиардной доли секунды!) и энергией до 1 кДж. Мощность такого импульса составляет более 1018 Вт, что примерно в 100 000 раз больше мощности всех электростанций на Земле.

Исследования в «Мультитере» откроют новые горизонты в науке и технике. Лазерные технологии, разработанные здесь, найдут применение в медицине, промышленности и астрономии. Узнать больше о новых установках НЦФМ можно в посте о лаборатории фотонных вычислительных устройств и лаборатории суперкомпьютерных двойников.

Новости науки на канале НЦФМ.

Национальный центр физики и математики создаёт лабораторию ядерной фотоники с комплексом на основе источника комптоновского излучения (ИКИ).

Лаборатория класса «мидисайенс» будет работать над решением ряда задач по созданию источника гамма-квантов высокой интенсивности и монохроматичности. ИКИ будет генерировать очень мощные и узкие пучки гамма-лучей благодаря обратному комптоновскому эффекту и поможет в самых разных исследованиях: от изучения основ ядерной материи до разработки новых способов лечения онкологических заболеваний.

Лаборатория ядерной фотоники: создаём сверхъяркий источник гамма-излучения

В России появится возможность лидировать в области ядерной фотоники, потому что источник будет иметь рекордную яркость.

Узнать о других лабораториях НЦФМ можно в постах:

- о лаборатории фотонных вычислительных устройств,
- лаборатории суперкомпьютерных двойников индустриальных объектов,
- лаборатории сверхсильных оптических полей «Мультитера».

Лаборатория сильных магнитных полей класса «мидисайенс» создаётся в рамках научной программы Национального центра физики и математики. Лаборатория позволит заглянуть внутрь материи на уровне электронных оболочек, чтобы создать новые перспективные материалы и устройства.

Лаборатория будет работать с сильными магнитными полями до 75 Тл, которые позволят учёным исследовать вещество и его поведение в разных условиях для разработки материалов с новыми свойствами. Благодаря полупроводникам, магнитным и сверхпроводящим материалам нового поколения можно будет создать смартфоны, которые потребляют меньше энергии и работают быстрее, сверхмощные компьютеры и так далее.

Лаборатория сильных магнитных полей: будущее материаловедения

А понимание поведения вещества в экстремальных условиях (в том числе и при сверхвысоких давлениях до 5 Мбар) поможет построить реалистичные модели планет и объяснить природу их магнитных полей.

Результаты работы лаборатории закрепят лидерство России в области исследования магнитных полей и принесут пользу множеству отраслей: от фармацевтики до космических технологий.

О других лабораториях класса «мидисайенс» НЦФМ можно узнать в материалах:
- о лаборатории фотонных вычислительных устройств и лаборатории суперкомпьютерных двойников индустриальных объектов,
- лаборатории сверхсильных оптических полей «Мультитера» и лаборатории ядерной фотоники.

Лаборатория класса «мидисайенс» включит три сектора. Первый сектор будет сосредоточен на создании вычислительных систем на границе с живыми нейронными системами в составе нейроинтерфейсов, которые позволят ​замещать и восстанавливать утраченные функции мозга и нервной системы человека.

Второй сектор займётся предиктивным моделированием процессов и поддержкой принятия решений на крупных промышленных предприятиях и в автономных системах. Технологии искусственного интеллекта позволят в режиме реального времени контролировать и оптимизировать процессы сложных технических систем.

Третий сектор лаборатории будет направлен на развитие технологий ИИ для профилактической медицины и здоровьесбережения. Проект позволит генерировать рекомендации для снижения риска различных заболеваний на основе анализа биомаркеров и образа жизни человека.

Больше об уникальных лабораториях класса «мидисайенс» на канале НЦФМ:
- о фотонных вычислительных устройствах,
- суперкомпьютерных двойниках,
- сверхсильных оптических полях,
- ядерной фотонике,
- сильных магнитных полях.

Национальный центр физики и математики создаёт лабораторию искусственного интеллекта и больших данных в технических, промышленных, природных и социальных системах класса «мидисайенс» для развития перспективных электронных устройств, воспроизводящих часть функций нейронов человеческого мозга, на основе новой компонентной базы.

«Мемристор запоминает количество заряда, сохраняет эту информацию в виде своего сопротивления, что очень напоминает поведение синапса нейрона: чем интенсивнее входной сигнал, тем выше пропускная способность синапса. Разрабатываемая в НЦФМ технология станет основой для создания энергоэффективного аппаратного обеспечения алгоритмов машинного обучения и алгоритмов импульсных нейронных сетей. Это позволит в среднесрочной перспективе перейти к созданию опытных образцов, а потом и к серийному выпуску специализированных аппаратных средств, обеспечивающих качественно новые характеристики системам принятия решений и управления сложными объектами критической инфраструктуры», – отметил академик РАН Игорь Каляев, научный руководитель направления ЮФУ, сопредседатель научных направлений НЦФМ.

Искусственный интеллект, который будет работать по принципам человеческого мозга

Лаборатория класса «мидисайенс» включит три сектора. Первый сектор будет сосредоточен на создании вычислительных систем на границе с живыми нейронными системами в составе нейроинтерфейсов, которые позволят ​замещать и восстанавливать утраченные функции мозга и нервной системы человека.

Второй сектор займётся предиктивным моделированием процессов и поддержкой принятия решений на крупных промышленных предприятиях и в автономных системах. Технологии искусственного интеллекта позволят в режиме реального времени контролировать и оптимизировать процессы сложных технических систем.

Третий сектор лаборатории будет направлен на развитие технологий ИИ для профилактической медицины и здоровьесбережения. Проект позволит генерировать рекомендации для снижения риска различных заболеваний на основе анализа биомаркеров и образа жизни человека.

Больше об уникальных лабораториях класса «мидисайенс» на канале НЦФМ:
- о фотонных вычислительных устройствах,
- суперкомпьютерных двойниках,
- сверхсильных оптических полях,
- ядерной фотонике,
- сильных магнитных полях.

Лаборатория моделирования астрофизических и геофизических явлений – одна из семи лабораторий класса «мидисайенс» Национального центра физики и математики. Она станет ключевым звеном в исследовании того, как условия космического пространства воздействуют на живые организмы и технологические системы. Лаборатория будет состоять из трёх секторов: «Пылевая плазма», «Биофизика» и «Экспериментальная физика плазмы».

Лунная пыль липкая, острая и мелкая, как порошок из стекла, и её частицы толстым слоем левитируют над поверхностью, создавая опасность для техники и людей. Исследования сектора «Пылевая плазма» будут сосредоточены на том, чтобы понять, как лунная пыль ведёт себя в различных условиях и как можно защитить от неё космонавтов и оборудование.

Новая ступень в освоении космоса

В наше время речь идёт о научном и технологическом лидерстве на мировом уровне. Этой цели и подчинено создание новой интеллектуальной точки на карте России. Увеличим масштаб и посмотрим, что есть внутри этой точки.

лабораторий класса «миди-сайенс»

Многофункциональный ускорительный комплекс с источником комптоновского излучения

Создание установок класса «мегасайенс»

Центр исследования экстремальных световых полей с лазером экзаваттной мощности

Фотонная вычислительная машина с производительностью до 10²² операций в секунду

Установки «мега-сайенс» появятся к 2030 году — как раз когда нынешние студенты МГУ Саров станут молодыми учеными.

МГУ Саров — образовательное ядро Национального центра физики и математики. Цель — подготовка высококвалифицированных специалистов, научных лидеров. Современная модель филиала Московского государственного университета уникальна и не имеет аналогов в мире.

МГУ Саров предлагает программы специалитета (реализуется совместная программа с МГУ), магистратуры и аспирантуры. Уникальная программа специалитета ориентирована на изучение фундаментальных и прикладных задач, которые находятся на переднем крае современной науки. Индивидуальный план обучения для каждого студента. Практика в научных группах физического факультета МГУ, НИИЯФ, институтов РАН и организаций атомной отрасли.

Что такое МГУ Саров?

В кооперации с НЦФМ:

2200

специалистов и ученых

57

ведущих научных институтов и высокотехнологичных компаний страны

академиков РАН

6

6

член-корреспондентов РАН

от МГУ Саров

5

профессоров РАН

44

доктора наук

66

кандидатов наук

Национальный центр физики и математики — город науки. Ученые центра готовятся раскрыть самые интригующие загадки современной науки: как появилась Вселенная, что такое темная материя, как осуществить холодный термоядерный синтез и многие другие.

Технологии будущего

На территории НЦФМ возводится суперсовременный университетский кампус МГУ Саров с использованием технологий Smart building (умное здание). Строятся двухэтажные таунхаусы и апарт-комплекс для студентов, аспирантов, научных сотрудников и преподавателей. В зданиях будет комфортно в любое время года благодаря применению новой для России CLT-технологии.

Как жить и строить карьеру?

Студенты смогут участвовать в реальных проектах, которые находятся на передовой линии научного поиска.

Выпускникам МГУ Саров гарантировано трудоустройство на предприятиях научной кооперации НЦФМ и Госкорпорации «Росатом».

К 2030 году здесь будут учиться 950 студентов, занятия поведут 380 преподавателей высшей квалификации. А в лабораториях откроется 1500 вакансий научных сотрудников и инженерно-технических специалистов, которым предстоит решать самые амбициозные задачи новой физики, прикладной математики и вычислительных систем.

НЦФМ и МГУ Саров приглашают ярких, талантливых молодых людей вместе создавать технологическое и научное будущее нашей страны. Для тех, кому посчастливится стоять у истоков нового глобального научного стартапа, открываются фантастические карьерные перспективы в науке и технологиях.
Узнать подробнее и подать документы в МГУ Саров, образовательное ядро Национального центра можно на сайте.

ВМЕСТЕ МЫ ВСЕ СМОЖЕМ