Кафедра суперкомпьютеров и квантовой информатики (СКИ)

Кафедра СКИ готовит специалистов по прикладной математике, системному и параллельному программированию с углубленными знаниями и практическими навыками суперкомпьютерных технологий, высокопроизводительных вычислений, квантовой информатики.

Кафедра проводит обучение по образовательной программе шестилетней интегрированной подготовки высококвалифицированных специалистов с последовательным освоением образовательной программы бакалавриата (4 года) по профилю «Системное программирование и компьютерные науки» и образовательной программы магистратуры (2 года) по двум магистерским программам: «Суперкомпьютерные системы и приложения» и «Квантовая информатика».

Сотрудники кафедры принимают непосредственное участие в разработке и реализации учебных программ и учебных курсов в рамках системы суперкомпьютерного образования университетов России.

Кафедра обеспечивает чтение следующих основных курсов

для бакалавриата:

• Суперкомпьютеры и параллельная обработка данных
• Основы квантовой информатики
• Квантовые вычисления
• Методы и средства параллельного программирования

для магистратуры:

• Суперкомпьютерное моделирование и технологии программирования
• Параллельные вычисления
• Естественные модели параллельных вычислений
• Параллельные методы решения задач
• Администрирование суперкомпьютерных систем.

Научные исследования на кафедре проводятся по направлениям:

• суперкомпьютерные и квантовые вычисления;
• теоретические и практические проблемы разработки системного и прикладного обеспечения высокопроизводительных вычислительных систем, в том числе, перспективных экзафлопсных систем;
• разработка компьютерных моделей квантовых систем, элементов квантовых компьютеров и квантовых алгоритмов, решению задач квантовой криптографии.

Важнейшим фундаментальным направлением исследований является изучение структуры алгоритмов и создание методов их отображения на архитектуру суперкомпьютеров.

Развиваются направления по использованию методов машинного обучения, эволюционных вычислений и нейросетевых алгоритмов для обработки данных большого объема, прогнозирования и настройки эффективности параллельных программ для систем сверхвысокой производительности. Создаются инструментальные средства и поддерживающие их библиотеки методов эволюционных вычислений для однородных и неоднородных высокопроизводительных систем. Разрабатываются параллельные методы обработки многомерных сеток и сеточных данных, используемых при проведении вычислительных экспериментов. Разрабатываются и исследуются методы управления потоками задач на суперкомпьютерных системах и комплексах.

Проводятся научные исследования в области моделирования сложных квантовых систем, квантовых компьютеров и квантовой криптографии. Разрабатываются методы квантовой информатики для приложений в задачах физики и химии, в частности, методы распараллеливания для численного моделирования динамики систем многих атомов. Исследуются приложения квантовой информатики к защите данных, квантовые каналы связи и их безопасность.

Кафедра участвует в проведении междисциплинарных исследований по решению на суперкомпьютерах актуальных прикладных задач в таких областях как: биоинформатика, сейсморазведка, нанотехнологии, индустриальная математика и других. Проводятся исследования и разрабатываются принципы выполнения суперкомпьютерного кодизайна для практически важных больших задач. С использованием результатов исследований проводится решение сложных задач биокатализа на суперкомпьютерах, предлагаются методы их реализации для перспективных систем экстремальной производительности (extreme-scale computer systems). Кафедра принимает участие в разработке параллельных алгоритмов и созданию учебной проблемно-ориентированной программной среды для решения на суперкомпьютерах задач течения вязких жидкостей.

Научные исследования кафедры проводятся с использованием суперкомпьютеров МГУ «Ломоносов-2», Blue Gene/P, высокопроизводительном кластере IBM Polus.

Сотрудники кафедры являются организаторами международной Суперкомпьютерной Академии МГУ. Обучение в Академии ежегодно проходит более 100 слушателей, представляющих ведущие российские и зарубежные университеты, академические и промышленные организации.

Кафедра поддерживает тесные контакты и готовит специалистов для ключевых институтов российской академии наук, российских университетов, ведущих отечественных и зарубежных IT-компаний: Intel, IBM, NVIDIA, Hewlett-Packard, T-Platforms, ТЕСИС, ИПМ РАН, ФТИАН, ИВМ РАН, ИФТТ РАН, МСЦ РАН, ННГУ, ЮУрГУ, ТГУ, САФУ, ЮФУ и многих других.