«Я понял, что магистратура - не продолжение бакалавриата. Это начало аспирантуры!»

С 4 по 7 июля 2022 года в МИЭМ НИУ ВШЭ прошла четвертая летняя школа «Суперкомпьютерное моделирование и системы управления в инженерии».

Участникам летней школы была предоставлена возможность ознакомиться с тематикой и принципами обучения в магистратуре «Системный анализ и математические технологии», объединяющей три образовательные траектории, которые созданы на базе хорошо известных магистерских программ департамента прикладной математики НИУ ВШЭ: Суперкомпьютерное моделирование в науке и инженерии; Системы управления и обработки информации в инженерии; Математические методы моделирования и компьютерные технологии.

Слушатели школы были счастливы увидеть преподавателей и друг друга в аудиторной обстановке - как говорят студенты, «в 3D формате». Среди участников были студенты и выпускники НИУ ВШЭ, РАНХиГС, МИРЭА, МАИ, МИСиС, МГУПП, МИЭТ, ПГУПС. Дни школы пролетели в атмосфере позитивного общения, с энтузиазмом как слушателей, так и преподавателей.

 

Лев Щур, организатор и руководитель летней школы

 

«Нам удалось собрать в рамках школы высокомотивированных студентов. Среди профессоров и преподавателей высшая оценка отклика аудитории выражается словами «у них горят глаза». Слушатели активно поглощают информацию, задают вопросы, живо реагируют на ремарки преподавателей. Атмосфера неподдельного интереса студентов дает новый импульс лекторам – появляется положительная обратная связь, а вся школа начинает генерировать положительные импульсы».

В последние годы наметилась тенденция формирования новой парадигмы научного развития — извлечения нового знания из данных большого объема, формируемых путем математического моделирования и предобработки экспериментальных измерений, а также последующего за этим применения методов машинного обучения. Такая тенденция порождает новый вызов — необходимость подготовки специалистов для междисциплинарной области естественных наук, инженерных и компьютерных технологий. Интеграция в одной магистерской программе такого подхода актуальна, как элемент системы искусственного интеллекта и находится в лидирующих тенденциях мирового развития науки. Для исследования в этой области Вышка имеет один из лучших суперкомпьютеров России «cHARISMa» (Computer of HSE for Artificial Intelligence and Supercomputer Modelling). Название отражает и его назначение, и направления подготовки на магистерском треке.

 

Сергей Артамонов, академический руководитель программы «Суперкомпьютерное моделирование в науке и инженерии»

 

«Основная содержательная нить летней школы – применение математических методов и цифровых технологий в научных исследованиях в области естественных наук и в разработке новых методов в инженерных и экономических науках».

Студентам была дана возможность «увидеть», как математика «прикладывается» в различных областях знаний.

По традиции, школа открылась обзорной лекцией руководителя школы профессора Льва Щура «Суперкомпьютеры - моделирование, большие данные и машинное обучение». Слушателям была изложена траектория выполнения научной работы – от постановки задачи до широкого обнародования результатов. Аудитория насчитала 12 составляющих этой траектории и проявила неожиданно восторженный интерес.

Лекция заведующего лабораторией вычислительной и статистической геномики Владимира Щура «Модели популяционной геномики» завоевала приз зрительских симпатий наравне с лекцией доцента Лилии Зигануровой «Синхронизации процессов при параллельном дискретно-событийном моделировании».

Лекция профессора МИЭМ и ВЦ РАН Аркадия Сатанина «Квантовое превосходство»: суперкомпьютер Summit против квантового компьютера Sycamore» была посвящена популярному изложению эпохального события, произошедшего в конце 2019 года - демонстрации квантового превосходства 53-кубитного квантового компьютера Sycamore, созданного в компании Google под руководством Дж. Мартиниса (John M. Martinis), по сравнению с самым мощным на тот момент суперкомпьютером Summit. В первой части лекции кратко рассказано о физической основе функционирования классических компьютеров - триггерах и битах. Вторая часть была посвящена изложению представлений о сверхпроводниковых кубитах, принципе суперпозиции и квантовой «запутанности».

Мастер-класс доцента департамента прикладной математики Евгения Буровского был посвящен основной проблеме использования языка Python для вычислительных задач: язык прекрасно подходит для разработки и прототипирования, но результат для сколько-нибудь серьезных вычислений часто непригоден, т.к. производительность кода на "голом" Python слишком низкая. Решение состоит в создании компилируемых расширений, для чего удобно использовать язык Cython. На занятиях были рассмотрены два основных способа использования Cython: "цитонизация" прототипа и "обертка" существующего вычислительного модуля, написанного на C++, для использования из обычной среды python/jupyter notebook. 

Лекция профессора Юрия Будкова была посвящена знакомству студентов с приложениями современных методов статистической физики, теории самосогласованного поля и теории классического функционала плотности, используемых в задачах современного материаловедения и физической химии. Особенное внимание уделено описанию ионных жидкостей на границах раздела с твердыми электродами и газов в условиях ограниченной геометрии наноразмерных пор.  Отмечена роль суперкомпьютеров при численном решении уравнений самосогласованного поля во всех рассмотренных случаях.

Доцент МИЭМ Сергей Сластников посвятил свой доклад анализу данных. Теоретическая часть лекции рассматривала классификации решаемых в области Data Mining задач, немало внимания было уделено обзору методов их решения, рассмотрению основных свойств и характеристик алгоритмов. Вторая часть имела ярко выраженный практический уклон: ребята познакомились с конкретными задачами в области прикладного искусственного интеллекта, которые решают студенты магистратуры в рамках проектов, курсовых и выпускных работ.

По традиции, в рамках школы с лекциями выступили не только ведущие преподаватели МИЭМ НИУ ВШЭ, но и выпускники наших магистерских программ. Так, в лекции Артёма Маминова «Методы оптимизации, машинное обучение и их применение в различных прикладных областях» было рассмотрено применение математических и компьютерных наук для решения различных прикладных задач из перспективных направлений исследований. Выступление Лилии Зигануровой было посвящено синхронизации процессов при параллельном дискретно-событийном моделировании.

Завершилась летняя школа круглым столом «Чему, как и на кого учат в магистратуре», в рамках которого состоялась дискуссия участников и лекторов школы о том, почему квалификации бакалавра недостаточно для будущей профессии. Студенты использовали возможность задать вопросы об особенностях обучения в аспирантурах некоторых университетов США, Франции и Германии: большинство преподавателей школы прошли обучение в этих странах, а также имели опыт чтения лекций и преподавания. Обсуждались Болонская система, уникальная система советского физтеха, особая система высших школ (Ecole Normale) Франции.

Стефан Бачурин, участник школы, выпускник Российского Технологического Университета: «После летней школы я понял, что магистратура - не продолжение бакалавриата. Это начало аспирантуры!»