Основная цель – продемонстрировать основные направления относительно новой, но очень активно развивающемуся направлению науки, которое находится на стыке физики, химии, математики и программирования.

В работе конференции приняла участие доцент кафедры общей физики Гумарова Ирина Ивановна.

На конференции были представлены пленарные доклады ведущих ученых этой области, среди которых следует отметить, во-первых, группу Артема Оганова – профессора Сколтеха, которые занимаются предсказанием структур новых, ранее неизвестных материалов. В этой группе разрабатывается код, позволяющий генерировать всевозможные кристаллические и молекулярные конфигурации систем, на входе использующий только химический состав. Сегодня код позволяет генерировать конфигурации как упорядоченных кристаллов, так и наночастиц, пленок, органических молекул.

Другая обширная группа ученых из Уральского федерального университета, в том числе член-корр РАН Стрельцов Сергей. Их основным направлением исследований является разработка новых подходов для описания сильно-коррелированных и магнитных систем. УрФУ известен мощной теоретической школой, подготовившей большое количество всемирно известных ученых-теоретиков.

Сегодня особую актуальность приобретают альтернативные методы моделирования, включающие абсолютно новые подходы и новую физику, основанную на квантовых подходах. Речь идет о квантовом компьютинге. Необходимость привлечения новых подходов была обоснована возможным окончанием так называемой эпохи Мура, то есть традиционной кремниевой электроники. На конференции были представлены доклады группы Алексея Фролова, руководителя лаюборатории    Российского квантового центра. Было неоднократно подчёркнуто, что квантовые и традиционные компьютеры разрабатываются для решения принципиально разных задач, причем о взаимозамене речи не идет.

Обширный спектр докладов и решаемых задач был посвящен, пожалуй, самому популярному методу машинного обучения. Основная идея подхода заключается в составлении большого набора данных (относительно простых структур), известных экспериментально или рассчитанных, например, методом теории функционала плотности. На основе этого набора строится модель (потенциал), которая может быть использована для предсказания свойств более сложных структурно или многокомпонентных материалов, например, в рамках подхода молекулярной динамики. Поясним, что метод теории функционала плотности требует больших вычислительных мощностей, потому не применим для описания систем с числом атомов порядка сотен. А метод молекулярной динамики – относительно простой, но требует использования так называемых силовых полей (потенциалов межатомного взаимодействия). Потому алгоритмы машинного обучения сегодня позволяют экстраполировать точность первопринципных подходов до масштабов нескольких сотен атомов. Среди большого числа докладов по этой теме следует отметить профессора Сколтеха Шипеева, команда которого разрабатывает новейшие алгоритмы для составления межатомных потенциалов.

Кроме фундаментальных задач сегодня ученых волнуют также и прикладные вопросы, много проектов ведется в тесном сотрудничестве с предприятиями из реального сектора экономики, среди которых были названы Лукоил, Газпром, Сбербанк. В этом направлении работа организована «под ключ», то есть ученые могут и выполняют проект от запроса до конечного продукта, например, от моделирования на компьютере, через создание прототипа на принтерах, до конечного продукта.

Следует отметить, что в командах ученых работает большое количество молодых специалистов: на конференции были представлены выдающиеся научные результаты магистров и аспирантов. Кроме того, в Сколтехе созданы прекрасные условия для работы, начиная от организации пространства, заканчивая предоставленными ресурсами для проведения расчетов и экспериментов.

Образовательная деятельность в Сколтехе также организована на высоком уровне, все аудитории оборудованы всевозможными средствами представления информации, большинство аудиторий имеют полностью прозрачные стены.

Намечены направления дальнейшего сотрудничества!