Zprostředkováváme efektivní využití naší špičkové národní superpočítačové infrastruktury za účelem zvýšení konkurenceschopnosti a inovativnosti české vědy a průmyslu. IT4Innovations primárně poskytuje výpočetní čas výzkumníkům a akademickým pracovníkům z České republiky v rámci veřejných grantových soutěží. Od roku 2013 do konce roku 2022 získalo výpočetní čas 1.719 projektů z různých vědeckých oblastí, od vývoje nových materiálů či léků, přes objevování fyzikálních zákonitostí, inženýrské úlohy, rendering a vizualizaci vědeckých dat, až po projekty řešící kybernetickou bezpečnost či pokročilé datové analýzy a úlohy z oblasti AI.
Vybrané ukazatele
Počty projektů v jednotlivých vědních oblastech v %
Využití superpočítačů jednotlivými institucemi v %
Co se u nás počítá
Vybrané projekty z 27. Veřejné grantové soutěže
Postdynamický spirálovitý vývoj dvojhvězdného systému ve společné obálce
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-28
Hlavní řešitel: Damien Lucien Michael Gagnier
Instituce: Univerzita Karlova
Oblast: astrofyzika
Vývoj ve společné obálce je fáze života dvojhvězd, kdy obří hvězda pohltí svého mnohem menšího, zato hmotnějšího průvodce. Tento průvodce se pak rychle smršťuje k jádru obří hvězdy, a nakonec z ní odhodí plynnou obálku obří hvězdy. Po odhození plynné obálky zůstane nový dvojhvězdný systém složený z jader obou hvězd. Charakter těchto jader po vývoji společné obálky závisí na předchozí složité interakci mezi oběma jádry a jejich společnou obálkou. Tato interakce může vést například ke vzniku supernovy nebo k emisi gravitačních vln.
V rámci projektu budou provedeny první magnetohydrodynamické simulace věnované pozdní fázi vývoje dvojhvězdného systému ve společné obálce. Cílem bude hlouběji prostudovat, jak jsou magnetická pole zesilována a jak ovlivňují dynamiku obálky a orbitální vývoj dvojhvězdy.
Tento výzkum bude součástí projektu „Cat-In-hAT“ financovaného z programu EU Horizont 2020.
Experimenty zabývající se měřením srážek částic ve Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v CERNu vyžadují obrovskou výpočetní kapacitu pro analýzu dat a simulace Monte Carlo. Výpočty pro experimenty v LHC jsou založeny na principu distribuovaných výpočtů v centrech po celém světě.
Naším cílem je využít přidělené výpočetní zdroje IT4Innovations k simulaci interakcí částic vznikajících při srážkách protonů nebo jader olova v detektoru ATLAS. Jedná se o výpočetně náročnou část procesu, který se v rámci experimentu ATLAS používá ke zkoumání fyziky mikrosvěta, tj. jaké jsou základní stavební částice hmoty a jak na sebe vzájemně působí. Jedním z největších úspěchů experimentu ATLAS byl objev Higgsova bosonu. Teoretikům, kteří jej tehdy předpověděli, byla v roce 2013 udělena Nobelova cena.
Již jsme vytvořili dobře fungující prostředí pro zadávání úloh na superpočítačích IT4Innovations. Úlohy jsou odesílány automaticky produkčním systémem a optimalizace využití procesorů byla provedena pomocí systému HyperQueue vyvinutém v IT4Innovations.
Simulace pro LHC experiment ATLAS
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-57
Hlavní řešitel: Jiří Chudoba
Instituce: Fyzikální ústav Akademie věd ČR
Oblast: Fyzika
Přesnost a preciznost pro rozsáhlé systémy X
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-22
Hlavní řešitel: Jiří Klimeš
Instituce: Univerzita Karlova
Oblast: Materiálové vědy
Mnoho molekul může krystalizovat v odlišných krystalových strukturách, zvaných polymorfy. Příkladem jsou struktury β a γ glycinu na obrázku. V případě molekul léčiv je důležité tyto struktury znát, aby se zamezilo tvorbě krystalů s jinou než očekávanou aktivitou. Ke zjištění struktury možných polymorfů a jejich energií jsou velmi užitečné výpočetní metody založené na kvantové mechanice.
V projektu se budeme zabývat testováním dvou aspektů výpočtu energií krystalů. Prvním je testování metody, která umožňuje snížit chybu způsobenou zanedbáním elektronů, které se pohybují blízko jádra atomu. Druhým je testování vlivu numerických parametrů na přesnost výpočtu energií polymorfů. Získaná data nám umožní dosáhnout vyšší spolehlivosti předpovědí a snížení výpočetního času nutného pro získání výsledků.
Dlouhodobým pracovním cílem naší skupiny je vyvinout metody pro spolehlivé předpovědi kohezních vlastností molekulárních pevných látek. Naše výzkumné aktivity jsou podpořeny ERC v rámci grantu APES (Accuracy and Precision for molecular solids, Horizont 2020 č. 729721).
Polární oblasti patří mezi regiony, kde se nejvýrazněji projevuje současná klimatická změna. Mezi hlavní důsledky patří zrychlené tání ledovců, snížení plochy mořského zámrzu a změny v dynamice sněhové pokrývky. Na měnící se přírodní podmínky reagují i citlivé polární ekosystémy.
Hlavním cílem našeho projektu je provedení simulace vývoje klimatu v oblasti Antarktického poloostrova v období 2000‑2100. Tato oblast, ve které se na ostrově Jamese Rosse nachází i česká vědecká stanice J. G. Mendela, je charakteristická značnou citlivostí ledovců na očekávané změny teploty.
Vývoj klimatu bude simulován pomocí modelu WRF ve vysokém prostorovém rozlišení, které lépe zohlední vliv komplikovaného terénu na místní klima, než je tomu u dostupných globálních modelů. Menší část výpočetní kapacity bude využita na velmi detailní simulace meteorologických podmínek a sněhové pokrývky v dané oblasti.
Klimatická variabilita a interakce mezi atmosférou a ledovci na ostrově Jamese Rosse v Antarktidě
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-14
Hlavní řešitel: Michael Matějka
Instituce: Masarykova univerzita
Oblast: Vědy o Zemi
Populační genomika vlka šedého ve střední Evropě
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-33
Hlavní řešitel: Sára Simandlová
Instituce: Univerzita Karlova
Oblast: Vědy o životě
V průběhu 21. století se populace vlka obecného ve střední Evropě mírně zvětšuje. Zároveň se s postupem času vylepšují způsoby, jakými můžeme získávat genetická data z populací zvířat. Laboratoř Pavla Hulvy je zodpovědná za genetický monitoring vlka v České republice a na Slovensku a taktéž jsme členy mezinárodních konsorcií zabývajících se genetikou vlka. Díky tomu máme k dispozici velké množství vzorků včetně tkání uhynulých jedinců, které jsou vhodné i pro genomické analýzy. V rámci tohoto výzkumu sledujeme, zda vlčí populace zasahující do střední Evropy pouze koexistují, nebo se kříží. Dále odhadujeme vliv fragmentace krajiny na genetickou variabilitu a vznik případných adaptací v genomu. Vzhledem k datové a výpočetní náročnosti srovnávací a populační genomiky jsme se rozhodli zúčastnit grantové soutěže a nyní jsme hrdými uživateli superpočítačů Karolina, Barbora a LUMI-C.
Vzájemné působení fluktuací magnetického pole a supravodivosti je jedním z hlavních problémů nekonvenčních supravodičů, jako jsou pniktidy/chalkogenidy na bázi železa, kupráty s vysokým obsahem TC a nově objevené sloučeniny těžkých fermionů na bázi uranu, u nichž se projevuje mechanismus Cooperova párování spinových tripletů. Sloučeniny na bázi U-Te, které vykazují jak silné elektronové korelace, tak magnetismus, jsou považovány za slibné kandidáty pro dosažení chirální tripletové topologické supravodivosti, a jsou tedy zajímavými materiály pro kvantové počítače. Působením vnějšího tlaku a magnetického pole se jejich jedinečné vlastnosti nejspíš dramaticky změní.
Tento výzkum se věnuje zkoumání a pochopení nekonvenčního supravodivého chování pod vnějším tlakem některých vybraných binárních sloučenin z fázového prostoru U-Te. Výsledky tohoto projektu mohou přinést důležité základní poznatky i pro další materiály s nekonvenčními typy supravodivého párování a topologickou supravodivostí, které mohou najít uplatnění v budoucích kvantových technologiích.
Tento výzkum bude součástí probíhajících experimentálních studií v rámci projektu GAČR č. 22-22322S s názvem Nekonvenční supravodiče v extrémních podmínkách (spoluřešitel Dr. Dominik Legut, Laboratoř modelování pro nanotechnologie, IT4Innovations).
Vzájemné působení magnetismu a supravodivosti ve sloučeninách na bázi U-Te v extrémních podmínkách
Výzva: 27. Veřejná grantová soutěž; OPEN-27-37
Hlavní řešitelka: Urszula D. Wdowik
Instituce: IT4Innovations
Oblast: Materiálové vědy
Publikace s přehledy projektů našich uživatelů
