รายงานใหม่ของสยามสำรวจความท้าทายที่ต้องเผชิญกับอนาคตของวิทยาการคอมพิวเตอร์ » บล็อก CCC

ในปี พ.ศ. 2023 สมาคมคณิตศาสตร์อุตสาหกรรมและประยุกต์ (SIAM) ซึ่งเป็นสมาชิกสมาคมวิชาชีพในเครือของ CRA ได้มอบหมายให้คณะทำงานเฉพาะกิจสร้างวิสัยทัศน์เชิงกลยุทธ์สำหรับความท้าทายที่เกิดขึ้นในอนาคตของวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา หน่วยงานเฉพาะกิจได้เผยแพร่รายงานที่มีชื่อว่า อนาคตของวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์- CCC รู้สึกตื่นเต้นที่จะเน้นย้ำถึงความสำคัญและความทันเวลาของรายงานฉบับนี้ ซึ่งมีประเด็นต่างๆ มากมายที่ได้รับการยืนยันจากกิจกรรมและรายงานด้านวิสัยทัศน์ของเรา 

ตามที่อ้างถึงในรายงาน สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ขั้นสูงอย่างไม่ต้องสงสัย หน่วยงานเฉพาะกิจระบุว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความเป็นผู้นำถูกท้าทายโดยคู่แข่งทางยุทธศาสตร์ รายงานอนาคตของวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จัดทำขึ้นเพื่อจัดการกับวิธีการเอาชนะความท้าทายที่สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าจะเป็นผู้นำของสหรัฐฯ ต่อไป

รายงานนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของการทำงานร่วมกันแบบสหวิทยาการ ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มักเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันระหว่างผู้เชี่ยวชาญจากหลากหลายสาขา ซึ่งส่งเสริมนวัตกรรมและขับเคลื่อนความก้าวหน้า

การดูแลนักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์รุ่นต่อไปก็ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาความก้าวหน้าในสาขาคอมพิวเตอร์ ควรมีโปรแกรมการศึกษาที่แข็งแกร่งและความคิดริเริ่มในการพัฒนาบุคลากรเพื่อให้คนรุ่นอนาคตมีทักษะที่จำเป็นในการรับมือกับความท้าทายที่เกิดขึ้นใหม่

รายการอื่นๆ เน้นย้ำถึงผลกระทบทางจริยธรรมของการวิจัยทางคอมพิวเตอร์ การสนับสนุนแนวทางปฏิบัติที่มีความรับผิดชอบ ความโปร่งใส และความรับผิดชอบ เพื่อให้แน่ใจว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจะเป็นประโยชน์ต่อสังคมโดยรวม

นวัตกรรมและการค้นพบ ผลกระทบต่อสังคม และความท้าทายระดับโลก

หลายประเด็นในรายงานนี้ให้ความกระจ่างในสามประเด็น: 

นวัตกรรมและการค้นพบ: ด้วยการส่งเสริมความร่วมมือแบบสหวิทยาการและการยอมรับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ นักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์สามารถปลดล็อกขอบเขตความรู้ใหม่ๆ และขับเคลื่อนนวัตกรรมในขอบเขตต่างๆ

ผลกระทบต่อสังคม: เนื่องจากวิทยาการคอมพิวเตอร์ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบต่อสังคมก็จะยิ่งเพิ่มมากขึ้นเท่านั้น การพิจารณาด้านจริยธรรมจะต้องได้รับการจัดลำดับความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างมีความรับผิดชอบและเท่าเทียมกัน

ความท้าทายระดับโลก: ตั้งแต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไปจนถึงการดูแลสุขภาพไปจนถึงความปลอดภัยทางไซเบอร์และอื่น ๆ วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการจัดการกับความท้าทายระดับโลก ด้วยการใช้ประโยชน์จากเครื่องมือและเทคนิคทางคอมพิวเตอร์ นักวิจัยสามารถพัฒนาวิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งส่งผลกระทบต่อมนุษยชาติโดยรวมได้

ข้อค้นพบที่สำคัญในรายงาน ได้แก่ :

1. นักวิจัยด้านคอมพิวเตอร์และหน่วยงานให้ทุนควรมุ่งเน้นไปที่การจัดตั้งโปรแกรมวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ครอบคลุมมากขึ้น ซึ่งหมายถึงการอุทิศเงินทุน บุคลากร และโครงสร้างพื้นฐานเพื่อสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการแก้ปัญหาโดยใช้วิธีคำนวณ โปรแกรมหนึ่งประกอบด้วยโครงการ Exascale Computing ของกระทรวงพลังงาน (DOE) ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge โครงการนี้มุ่งหวังที่จะเตรียมนักวิทยาศาสตร์และสิ่งอำนวยความสะดวกด้านคอมพิวเตอร์สำหรับระดับ Exascale ซึ่งเป็นระดับของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการคำนวณจุดลอยตัว exaFLOPS อย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อวินาที เพื่อรองรับปริมาณงานที่กว้างขวาง หากต้องการใช้เทคโนโลยี ECP และฮาร์ดแวร์ในอนาคตอย่างเต็มที่ โปรแกรมจะต้องสร้างความก้าวหน้าทั้งในด้านคณิตศาสตร์ประยุกต์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการพัฒนาอัลกอริธึม วิธีการเชิงตัวเลข และเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่ปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพสูง
2. นอกเหนือจากการใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าในปัจจุบันแล้ว โปรแกรมคอมพิวเตอร์ Exascale ควรคาดการณ์และเตรียมพร้อมสำหรับการพัฒนาในอนาคตในการประมวลผลประสิทธิภาพสูง ซึ่งรวมถึงการลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์จากการปรับปรุงฮาร์ดแวร์ที่กำลังจะเกิดขึ้น การทำงานร่วมกันถูกเน้นย้ำว่าจำเป็นต่อความสำเร็จ โปรแกรมนี้ควรส่งเสริมความร่วมมือระหว่างนักคณิตศาสตร์ประยุกต์ นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ และนักวิทยาศาสตร์ประยุกต์ แนวทางแบบสหสาขาวิชาชีพนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโซลูชันการคำนวณได้รับการปรับแต่งอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อรับมือกับความท้าทายระดับชาติที่สำคัญในโดเมนต่างๆ
3. ประเทศต้องการชุดการลงทุนที่ครอบคลุมเพื่อรับประกันความก้าวหน้าที่ยั่งยืนของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง สิ่งสำคัญไม่เพียงแต่จะต้องบรรลุการประมวลผลในระดับ Exascale เท่านั้น แต่ยังต้องแน่ใจว่าการพัฒนาความสามารถดังกล่าวจะขยายออกไปอีกเพื่อตอบสนองความต้องการที่กำลังดำเนินอยู่และเปลี่ยนแปลงไปของประเทศในด้านวิทยาศาสตร์การคำนวณขั้นสูง
4. การลงทุนในเทคโนโลยีการประมวลผลทางเลือก เช่น การประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิกและควอนตัม ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับมือกับความท้าทายที่สำคัญในอนาคต ซึ่งสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ทั่วไปอาจไม่สามารถทำได้ การประมวลผลแบบ Neuromorphic ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างและการทำงานของสมองมนุษย์ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ที่เลียนแบบโครงข่ายประสาทเทียมของสมอง ช่วยให้การประมวลผลข้อมูลมีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานที่เกี่ยวข้องกับการจดจำรูปแบบ การเรียนรู้ และการปรับตัว การประมวลผลควอนตัมใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัมในการคำนวณ คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพในการแก้ปัญหาบางประเภทได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกแบบทวีคูณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านต่างๆ เช่น การเข้ารหัส การเพิ่มประสิทธิภาพ และการจำลอง
5. ขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้า เครื่องมือและสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิทยาศาสตร์กำลังสร้างชุดข้อมูลขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น เพื่อให้ก้าวหน้าต่อไป นักวิทยาศาสตร์จะต้องเข้าถึงข้อมูลจำนวนมหาศาลเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนั้นจะต้องมีการลงทุนจำนวนมากในโครงสร้างพื้นฐาน ทรัพยากร และเทคโนโลยีเพื่อรวบรวม จัดการ วิเคราะห์ และตีความสตรีมข้อมูลเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ 
6. ปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่องมีศักยภาพที่สำคัญในการปฏิวัติกระบวนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถปรับปรุงแง่มุมต่างๆ ของการวิจัย รวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูล การจดจำรูปแบบ และการสร้างสมมติฐาน อย่างไรก็ตาม การตระหนักถึงโอกาสเหล่านี้อย่างเต็มที่จะต้องอาศัยการลงทุนจำนวนมากในด้านคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์

สี่แยกกับความคิดริเริ่มของ CCC ล่าสุด

รายงานนี้เน้นย้ำหัวข้อบางหัวข้อที่ CCC สนใจหรือกำลังดำเนินการอยู่ เช่น Full Stack Task Force คณะทำงานเฉพาะกิจนี้มุ่งเน้นไปที่ทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับระบบคอมพิวเตอร์ และวิธีที่เทคโนโลยีเหล่านี้เชื่อมต่อกับผู้ใช้และนักพัฒนา การสนทนาเกี่ยวกับการประมวลผลระดับเอกซาสเกล ควอนตัม และการประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิก เป็นหนึ่งในการสนทนามากมายในกลุ่ม ในความเป็นจริง Bill Gropp หนึ่งในสมาชิก Full Stack Task Force จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ใน Urbana-Champaign ทำหน้าที่ในสภาของ CCC และเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการประมวลผลระดับ Exascale ซึ่งเขากำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ 

กิจกรรมต่างๆ เช่น เวิร์กช็อปแนวทางที่ขับเคลื่อนโดยชุมชนเพื่อการวิจัยในเทคโนโลยีและสังคม (CDARTS) มีเป้าหมายที่คล้ายกันกับรายงานนี้เพื่อนำนักวิจัยในด้านคอมพิวเตอร์และชุมชนที่ได้รับผลกระทบจากผลกระทบของระบบ AI มารวมกัน เวิร์กช็อป CDARTS กล่าวถึงวิธีที่การวิจัยด้านคอมพิวเตอร์สามารถรองรับความต้องการและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการทำงานร่วมกันได้อย่างไร

นอกจากนี้ CCC เพิ่งเสร็จสิ้นซีรีส์โต๊ะกลม 6 หัวข้อเกี่ยวกับการสร้างแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดแบบสหวิทยาการสำหรับการวิจัยด้านคอมพิวเตอร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกล่าวถึงจำนวนมากในรายงานเกี่ยวกับความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับความร่วมมือข้ามสาขาวิชา CCC จะเผยแพร่รายงานร่วมกับ CRA ในหัวข้อนี้ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า

CRA และ SIAM เชื่อมต่อกันหลายวิธี บรูซ เฮนดริกสัน ประธานเฉพาะกิจสยาม จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ เป็นเพียง ได้รับการเลือกตั้ง ถึงคณะกรรมการ CRA Mary Hall ผู้อำนวยการ School of Computing แห่งมหาวิทยาลัย Utah ยังดำรงตำแหน่งในคณะทำงานและอยู่ในคณะกรรมการ CRA ในขณะที่ดำรงตำแหน่งในคณะกรรมการบริหารของ CRA อ่านรายงานของ SIAM Task Force ฉบับเต็ม โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://feeds.feedblitz.com/~/874676597/0/cccblog~New-SIAM-Report-Explores-the-Challenges-Facing-the-Future-of-Computational-Science/