Stěžejními tématy výzkumu IT4Innovations jsou zpracování a analýza rozsáhlých dat, strojové učení, vývoj paralelních škálovatelných algoritmů a algoritmů pro kvantové počítače a simulátory, řešení náročných inženýrských úloh, pokročilá vizualizace, virtuální realita, modelování pro nanotechnologie a vývoj nových materiálů.
IT4Innovations je výzkumným a vývojovým centrem se silnými mezinárodními vazbami, je zapojeno ve všech aktivitách společného evropského podniku EuroHPC a v řadě prestižních mezinárodních organizací (PRACE, ETP4HPC, EUDAT, BDVA, EOSC, iRODS). V roce 2023 se podílelo na řešení více než 10 mezinárodních projektů financovaných z programu Horizont 2020 a Horizont Evropa, přičemž projekt EXA4MIND koordinuje, a Digitální Evropa. IT4Innovations bylo členem Centra excelence POP2 a v současnosti je členem Center excelence MaX, SPACE a POP3.
Superpočítače pomáhají všem odborníkům pochopit komplikované systémy a umožňují předpovědět jejich další vývoj. Uplatní se všude tam, kde by to jinak bylo v podstatě nemožné, velmi nákladné nebo by klasické metody trvaly velmi dlouhou dobu. V IT4Innovations superpočítače využíváme převážně při návrhu nových materiálů a léčiv, k vývoji nových produktů, analýze rozsáhlých dat a optimalizaci výrobních procesů, a to vše často s využitím algoritmů umělé inteligence.
VÝZKUMNÉ VLAJKOVÉ LODĚ IT4INNOVATIONS
Každé 3 roky IT4I vybírá výzkumné aktivity s největším vědeckým dopadem a socioekonomickým přínosem. Aktuálně jsou vybrány hodnotící komisí z řad členů mezinárodní Vědecké rady Centra excelence IT4Innovations tyto 3 výzkumné vlajkové lodě (flagships):
ESPRESO, Knihovna masivně paralelních řešičů pro inženýrské aplikace
Návrh materiálů – blíže realitě prostřednictvím exascalových výpočtů
HPC platformy pro spouštění vědeckých úloh
v mezinárodních organizacích
Vybrané projekty
2023–2026
Identifikátor projektu: LM2023054
Poskytovatel: LM – Projekty velkých výzkumných infrastruktur
e-INFRA CZ je unikátní e-infrastrukturou pro výzkum, vývoj a inovace v ČR, která představuje plně transparentní prostředí poskytující komplexní kapacity a zdroje pro přenos, ukládání a zpracování vědeckých dat všem subjektům zabývajícím se výzkumem, vývojem a inovacemi, bez ohledu na to, v jakém odvětví je provádí. Vytváří komunikační, informační, úložnou a výpočetní platformu pro výzkum, vývoj a inovace, jak na národní, tak i mezinárodní úrovni, a poskytuje rozsáhlé a ucelené portfolio služeb v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT), bez kterých moderní výzkum, vývoj a inovace nemohou být realizovány.
Mezi hlavní složky e-INFRA CZ patří:
→ vysoce výkonná národní komunikační infrastruktura,
→ národní gridová a cloudová infrastruktura,
→ nejvýkonnější a nejmodernější superpočítačové systémy ČR,
→ velkokapacitní datová úložiště.
Nezbytnou součástí a přidanou hodnotou této e-infrastruktury jsou rovněž další nástroje a služby, jako např. řízení přístupu k ICT zdrojům, nástroje podporující vzdálenou spolupráci nebo nástroje pro zajištění bezpečné komunikace a ochrany dat, které společně přispívají k jejímu efektivnímu a současně různorodému využití.
EXA4MIND
EXtreme Analytics for MINing Data
2023–2025
Identifikátor projektu: 101092944
Projekt EXA4MIND vytvoří platformu pro extrémně objemná data, která propojí datová úložiště a superpočítače zavedením nových metod automatické správy dat a jejich efektivního přenosu a ukládání. Jádrem projektu jsou čtyři aplikace z oblastí molekulární dynamiky, pokročilých asistenčních systémů pro řidiče, inteligentního zemědělství/vinařství a velkých dat ve zdravotnictví a společnosti. EXA4MIND předkládá inovativní řešení složitých problémů při každodenním zpracování dat s využitím pokročilé datové analýzy, strojového učení a umělé inteligence a díky tomu chce zjednodušit využívání superpočítačových center v EU pro aplikace pracující s extrémním objemem dat.
EuroCC 2
Národní centrum kompetence pro HPC, Fáze 2
2023–2026
Identifikátor projektu: 101101903
Posláním EuroCC 2 je co nejefektivnějším způsobem pokračovat ve vytváření sítě národních center kompetence a zároveň i nadále podporovat efektivní způsob rozšíření vysoce výkonného počítání (HPC) v Evropě. Hlavním úkolem je využít zkušenosti a odborné znalosti z oboru HPC, což představuje odrazový můstek pro hlavní cíl: podporu národních center kompetence při vytváření jejich individuálních operačních rámců, rozvíjení další spolupráce, resp. výměnu zkušeností a urychlení procesu zvyšování kompetencí na národní a celoevropské úrovni.
SPACE
Scalable Parallel and distributed Astrophysical Codes for Exascale
2023–2026
Identifikátor projektu: 101093441
V astrofyzice a kosmologii jsou numerické simulace využívající High-Performance Computing (HPC) klíčovými nástroji pro vědecké objevy. Představují základní nástroje pro teoretické experimenty schopné chápat fyzikální procesy za hranicemi pozorovatelného, pro které je zásadní efektivní využívání budoucích exascale superpočítačů. Exascale systémy ale mají komplikovanou architekturu s významným dopadem na strukturu simulačních kódů. Cílem centra excelence SPACE je přepracovat vybrané kódy, aby byly schopny plně využít nových výpočetních architektur a používat nové programovací metody, softwarová řešení a HPC knihovny.
MAterials design at the eXascale
2023–2026
Identifikátor projektu: 101093374
Materiálové simulace se staly jednou z nejintenzivnějších a nejrychleji rostoucích oblastí pro vysoce výkonné počítání na celém světě, přičemž Evropa je uznávaným lídrem ve vývoji a inovaci ekosystému kvantových simulačních kódů. Centrum excelence MaX se zaměří na tyto vlajkové kódy, aby řešil výzvy a využil příležitosti, které vyplývají z budoucích exascale a post-exascale architektur, a aby nabídl cesty k objevům a inovacím sloužícím jak vědeckým, tak průmyslovým aplikacím.