Una nuova area di ricerca al PSI indica il futuro dei dati

Il Paul Scherrer Institute PSI sta ufficialmente espandendo le proprie aree di interesse e stabilendo una nuova area di ricerca "Computational Science, Theory and Data". Qui i ricercatori si concentreranno sempre più sullo sviluppo di nuove tecnologie di computer e dati e sul loro utilizzo per la scienza. L'area di ricerca è la sesta ad essere aggiunta alle cinque aree esistenti di "Biologia e Chimica", "Ricerca con Neutroni e Muoni", "Energia Nucleare e Sicurezza", "Energia e Ambiente" e "Ricerca sui Fotoni".

"La scienza computazionale e l'uso di computer ad alte prestazioni sono tutt'altro che nuovi al PSI", spiega il direttore Christian Rüegg. "Tuttavia, ora stiamo dando loro una base adeguata nella nostra organizzazione e quindi la possibilità di cogliere ancora meglio gli sviluppi importanti di questi temi futuri e di lavorarci più intensamente. Espanderemo la scienza dei dati, la simulazione dei materiali e il campo dell'intelligenza artificiale insieme a partner forti del settore ETH".

Ampie simulazioni al computer, modellazione e calcoli teorici sono un elemento essenziale della scienza e dell'ingegneria. Per raggiungere costantemente nuovi progressi scientifici, anche la scienza dei dati deve evolversi. Questo è tanto più vero al PSI, con il suo insieme unico al mondo di strutture di ricerca su larga scala. Sia il loro funzionamento che gli esperimenti che si svolgono qui producono grandi quantità di dati: Attualmente, circa 3,6 petabyte (cioè 3,6 quadrilioni di byte) di dati di ricerca sono generati annualmente al PSI; nei prossimi quattro anni, e anche a causa dell'attuale aggiornamento della Swiss Synchrotron Light Source SLS, questa cifra potrebbe salire fino a 50 petabyte.

In rete nel dominio ETH

La nuova area di ricerca consisterà sia in unità esistenti che in nuove unità da stabilire all'EPFL e al PSI. Sarà strettamente collegato in rete all'interno del settore dei PF. Comprenderà diverse nuove cattedre congiunte con l'EPFL. "Non vediamo l'ora di rafforzare ulteriormente la collaborazione con il PSI", dice Martin Vetterli, presidente dell'EPFL. "Le nostre istituzioni stanno agendo congiuntamente e con lungimiranza con un collegamento assolutamente visionario dell'elaborazione dei dati e delle scienze dei dati con le strutture uniche di ricerca su larga scala del PSI".

Le unità già esistenti al PSI che saranno riunite nel nuovo settore di ricerca comprendono, per esempio, il Laboratorio di simulazione e modellazione e la terza sede dello "Swiss Data Science Center" al PSI, che completa le due sedi esistenti all'EPFL e al Politecnico di Zurigo.

Una collaborazione particolarmente stretta è prevista con il Centro Nazionale di Competenza nella Ricerca MARVEL. MARVEL sta per "Materials' Revolution: Computational Design and Discovery of Novel Materials" ed è guidato da Nicola Marzari, professore all'EPFL e capo del Laboratorio di Teoria e Simulazione dei Materiali. "Questa collaborazione ci permetterà di rafforzare ulteriormente la leadership internazionale della Svizzera in molti campi all'avanguardia - tra cui la scienza dei materiali, la ricerca energetica, la chimica e la biologia - collegando direttamente le simulazioni di materiali e molecole ai risultati delle strutture di ricerca su larga scala del PSI", sottolinea Marzari. Aiuterà ad allestire e gestire un laboratorio all'interno della nuova area di ricerca.

Computer ad alte prestazioni per la ricerca digitalizzata del futuro

È chiaro che sono necessarie enormi capacità di calcolo per questo ambizioso progetto. Anche a questo proposito, le istituzioni del settore dei PF possono basarsi sull'esperienza precedente e continuare a contare sul centro nazionale di calcolo ad alte prestazioni di Lugano, il "Centro Svizzero di Calcolo Scientifico" (CSCS) dell'ETH di Zurigo. Nel prossimo futuro, il "Quantum Computing Hub", che è stato fondato congiuntamente dal PSI e dall'ETH di Zurigo questa primavera, dovrebbe anche fornire hardware per il calcolo innovativo.

"I computer ad alte prestazioni con un'architettura flessibile sono cruciali per estrarre la massima quantità di nuova conoscenza scientifica dai volumi di dati in rapida crescita della ricerca moderna", è convinto Rüegg.

"Siamo in attesa di nuove opportunità nella ricerca che ci porteranno simulazioni su larga scala e l'ulteriore sviluppo dell'intelligenza artificiale", continua Rüegg. "Questo è un settore in cui il settore dei PF è già molto forte, e vogliamo continuare così. Nel complesso, il nuovo settore di ricerca contribuirà ad ampliare e garantire la competitività internazionale della Svizzera".