Laporan SIAM Baru Menjelajahi Tantangan yang Menghadapi Masa Depan Ilmu Komputasi » Blog CCC

Laporan SIAM Baru Menjelajahi Tantangan yang Menghadapi Masa Depan Ilmu Komputasi » Blog CCC

Stempel Waktu: 29 Maret 2024 12

Pada tahun 2023, Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), yang merupakan anggota masyarakat profesional yang berafiliasi dengan CRA, membentuk gugus tugas untuk menyusun visi strategis guna menghadapi tantangan di masa depan ilmu komputasi. Awal bulan ini, gugus tugas tersebut merilis laporannya yang berjudul Masa Depan Ilmu Komputasi. CCC sangat bersemangat untuk menyoroti pentingnya dan ketepatan waktu laporan ini dimana banyak tema yang dikonfirmasi oleh visi kegiatan dan laporan kami. 

Sebagaimana dikutip dalam laporan tersebut, Amerika Serikat adalah pemimpin yang tidak diragukan lagi dalam bidang komputasi dan ilmu komputasi canggih. Gugus tugas tersebut menyatakan bahwa dalam beberapa tahun terakhir kepemimpinan tersebut ditantang oleh pesaing strategis. Laporan Masa Depan Ilmu Komputasi dibuat untuk membahas cara-cara mengatasi tantangan signifikan guna memastikan kelanjutan kepemimpinan AS.

Laporan ini menekankan semakin pentingnya kolaborasi interdisipliner. Terobosan dalam ilmu komputasi sering kali muncul dari kolaborasi antara para ahli dari berbagai bidang, yang mendorong inovasi dan mendorong kemajuan.

Membina ilmuwan komputasi generasi berikutnya juga penting untuk mempertahankan kemajuan di bidang komputasi. Harus ada program pendidikan dan inisiatif pengembangan tenaga kerja yang kuat untuk membekali generasi mendatang dengan keterampilan yang diperlukan untuk mengatasi tantangan yang muncul.

Item lainnya menyoroti implikasi etis dari penelitian komputasi, menganjurkan praktik yang bertanggung jawab, transparansi, dan akuntabilitas untuk memastikan bahwa kemajuan teknologi bermanfaat bagi masyarakat secara keseluruhan.

Inovasi dan penemuan, dampak sosial, dan tantangan global

Beberapa hal dalam laporan ini menyoroti tiga hal: 

Inovasi dan Penemuan: Dengan mendorong kolaborasi interdisipliner dan merangkul teknologi baru, ilmuwan komputasi dapat membuka batas-batas pengetahuan baru dan mendorong inovasi di berbagai bidang.

Dampak Sosial: Seiring dengan kemajuan ilmu komputasi, dampaknya terhadap masyarakat akan semakin meningkat. Pertimbangan etis harus diprioritaskan untuk memastikan kemajuan teknologi dilakukan secara bertanggung jawab dan adil.

Tantangan Global: Mulai dari perubahan iklim, layanan kesehatan, hingga keamanan siber dan seterusnya, ilmu komputasi memiliki peran penting dalam mengatasi tantangan global. Dengan memanfaatkan alat dan teknik komputasi, peneliti dapat mengembangkan solusi terhadap permasalahan kompleks yang mempengaruhi umat manusia secara keseluruhan.

Temuan kunci dalam laporan tersebut meliputi:

  1. Peneliti komputasi dan lembaga pendanaan harus fokus pada pembuatan program ilmu komputasi yang lebih komprehensif. Artinya mendedikasikan dana, personel, dan infrastruktur untuk mendukung penelitian ilmiah dan pemecahan masalah dengan menggunakan metode komputasi. Salah satu programnya mencakup Proyek Komputasi Exascale Departemen Energi (DOE), yang berlokasi di Laboratorium Nasional Oak Ridge. Proyek ini berupaya mempersiapkan ilmuwan dan fasilitas komputasi untuk exascale, tingkat superkomputer yang mampu melakukan setidaknya satu perhitungan floating point exaFLOPS per detik untuk mendukung beban kerja yang besar. Untuk sepenuhnya memanfaatkan teknologi ECP dan perangkat keras masa depan, program ini harus mencapai kemajuan dalam matematika terapan dan ilmu komputer. Hal ini dapat melibatkan pengembangan algoritma, metode numerik, dan perangkat lunak yang dioptimalkan untuk lingkungan komputasi berkinerja tinggi.
  2. Selain memanfaatkan kemajuan saat ini, Program Komputasi Exascale harus mengantisipasi dan mempersiapkan perkembangan masa depan dalam komputasi kinerja tinggi. Hal ini termasuk investasi dalam penelitian dan pengembangan untuk memanfaatkan peningkatan perangkat keras yang akan datang. Kolaborasi ditekankan sebagai hal yang penting untuk kesuksesan. Program ini harus membina kemitraan antara matematikawan terapan, ilmuwan komputer, dan ilmuwan aplikasi. Pendekatan multidisiplin ini memastikan bahwa solusi komputasi dirancang secara efektif untuk mengatasi tantangan nasional yang penting di berbagai bidang.
  3. Negara ini memerlukan serangkaian investasi komprehensif untuk menjamin kemajuan berkelanjutan dalam teknologi komputasi berkinerja tinggi. Hal ini penting tidak hanya untuk mencapai komputasi exascale, namun juga memastikan bahwa pengembangan kemampuan tersebut diperluas untuk memenuhi kebutuhan negara yang sedang berlangsung dan terus berubah dalam bidang ilmu komputasi tingkat lanjut.
  4. Berinvestasi dalam teknologi komputasi alternatif seperti komputasi neuromorfik dan kuantum sangat penting untuk mengatasi tantangan signifikan di masa depan yang mungkin tidak dapat dilakukan oleh arsitektur komputer konvensional. Komputasi neuromorfik terinspirasi oleh struktur dan fungsi otak manusia. Hal ini bertujuan untuk mengembangkan sistem komputer yang meniru jaringan saraf otak, memungkinkan pemrosesan informasi yang lebih efisien dan fleksibel, khususnya dalam tugas-tugas yang berkaitan dengan pengenalan pola, pembelajaran, dan adaptasi. Komputasi kuantum menggunakan prinsip mekanika kuantum untuk melakukan komputasi. Komputer kuantum mempunyai potensi untuk menyelesaikan jenis masalah tertentu secara eksponensial lebih cepat dibandingkan komputer klasik, khususnya di bidang kriptografi, optimasi, dan simulasi.
  5. Seiring kemajuan teknologi, instrumen dan fasilitas ilmiah menghasilkan kumpulan data yang semakin besar dan kompleks. Untuk terus maju, para ilmuwan memerlukan akses terhadap data dalam jumlah besar ini. Namun, hal ini memerlukan investasi besar dalam infrastruktur, sumber daya, dan teknologi agar dapat mengumpulkan, mengelola, menganalisis, dan menafsirkan aliran data ini secara efektif. 
  6. Kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin mempunyai potensi signifikan untuk merevolusi proses penelitian ilmiah. Teknologi ini dapat meningkatkan berbagai aspek penelitian, termasuk analisis data, pengenalan pola, dan pembuatan hipotesis. Namun, mewujudkan sepenuhnya peluang ini memerlukan investasi besar di bidang matematika dan komputasi.

Bersimpangan dengan inisiatif CCC baru-baru ini

Laporan ini memperkuat beberapa topik yang diminati atau dikerjakan CCC seperti Full Stack Task Force. Gugus tugas ini berfokus pada segala sesuatu yang masuk ke dalam sistem komputer, dan bagaimana teknologi ini berinteraksi dengan pengguna dan pengembang. Percakapan seputar komputasi exascale, komputasi kuantum dan neuromorfik termasuk di antara banyak diskusi dalam grup. Faktanya, salah satu anggota Full Stack Task Force, Bill Gropp di Universitas Illinois di Urbana-Champaign, bertugas di dewan CCC dan merupakan pakar dalam komputasi exascale tempat dia mengerjakan teknologi ini. 

Acara seperti lokakarya The Community Driven Approaches to Research in Technology & Society (CDARTS) memiliki tujuan yang sama dengan laporan ini untuk menyatukan para peneliti di bidang komputasi dan komunitas yang terkena dampak sistem AI. Lokakarya CDARTS membahas bagaimana penelitian komputasi dapat mendukung kebutuhan mereka dan praktik terbaik untuk kolaborasi.

CCC juga baru saja menyelesaikan serangkaian 6 diskusi mengenai penetapan praktik terbaik interdisipliner untuk penelitian komputasi, yang relevan dengan banyak penyebutan dalam laporan tentang kebutuhan mendesak akan kolaborasi lintas disiplin. CCC akan merilis laporan bersama dengan CRA mengenai topik ini dalam beberapa bulan mendatang.

CRA dan SIAM terhubung dalam banyak cara. Ketua Satgas SIAM Bruce Hendrickson dari Lawrence Livermore National Laboratory baru saja terpilih kepada Dewan CRA. Mary Hall, direktur School of Computing di Universitas Utah, juga pernah bertugas di gugus tugas dan berada di Dewan CRA, sekaligus menjabat di Komite Eksekutif CRA. Baca laporan Satuan Tugas SIAM selengkapnya di sini.

Stempel Waktu:

Lebih dari Blog CCC