Введение в суперкомпьютерные вычисления, квантовую информатику, нейросетевые и генетические алгоритмы
Факультет вычислительной математики и кибернетики

Курс посвящен обзору современных подходов к организации вычислений с использованием существующих и перспективных высокопроизводительных вычислительных систем. Основное внимание в курсе будет уделено суперкомпьютерным технологиям, квантовой информатике, методам решения задач на основе нейросетевых и эволюционных алгоритмов.

Наука тысячелетиями держалась на двух основаниях: науке теоретической и науке экспериментальной. За последние 30-40 лет ситуация изменилась, появилась третья составляющая, которая полностью подтвердила свою необходимость на многие годы вперед – это наука вычислительная, дополняющая теорию и эксперимент недостающими знаниями о природе и обществе.

Сегодня вычислить можно всё или почти всё. Основной вопрос в адекватности модели и доступности вычислительных средств. А вот тут-то как раз и возникает необходимость в новых методах и средствах вычислений. Как вычислять быстро? Существуют ли альтернативные подходы к организации вычислений? Можно ли отойти от сложившихся в информатике традиций? Об этом и поговорим в рамках данного курса: о суперкомпьютерных технологиях, квантовой информатике, нейросетевых и генетических алгоритмах. Курс будет своего рода введением в предмет, но основы математики, физики, информатики все же потребуются.

Отличительная особенность суперкомпьютеров в том, что они “супер” во всем: вес, размеры, стоимость, энергопотребление, производительность, все эти параметры у них находятся на грани возможного. По сравнению с основной массой привычных нам компьютерных устройств, суперкомпьютеров не много, они не очень заметны, и доступ к ним имеет лишь небольшое число специалистов. Несмотря на явную принадлежность к элите компьютерного мира, суперкомпьютеры крайне востребованы на практике. Нефтяная и газовая промышленность, авиация, машиностроение, фармакология и криптография, нанотехнологии и климат, прогноз развития общества и анализ корпусов исторических текстов, кинематограф и игровая индустрия – в этих, как и многих других областях науки и промышленности использование суперкомпьютеров является вполне обычным явлением. В курсе будут рассмотрены основные архитектурные принципы построения суперкомпьютеров, будут приведены примеры задач, для решения которых требуются суперкомпьютерные мощности, будет дан обзор технологий параллельного программирования, рассмотрены методы организации решения задач на суперкомпьютерах. Рассматриваемые в курсе примеры и задачи будут демонстрироваться на примере их реализации на параллельных вычислительных системах суперкомпьютерного комплекса МГУ.

Возросшие вычислительные способности современных компьютеров позволили по- новому взглянуть и на методы обработки данных. Получившие широкую популярность в последние годы нейросети и их современные реализации – глубинные нейросети, реализованные на новых аппаратных платформах с использованием графических ускорителей, позволяют решать задачи по распознаванию объектов на изображениях, обработки сигналов и многих других областей, требующих интеллектуальной обработки данных. В курсе будут рассмотрены основные принципы построения нейросетей, области их применения, будут проанализированы возможности их реализации на современных высокопроизводительных системах.

Особый вызов нашим вычислительным возможностям исходит из микромира, где действуют законы квантовой механики. Размерность пространства состояний квантовой системы n частиц растет как экспонента от n, что делает невозможным моделирование этих процессов «в лоб». Кроме того, рост производительности наших компьютеров связан с уменьшением величины ячейки памяти, которая уже приблизилась к нескольким нанометрам. Это — предел, за которым законы классической физики перестают работать, и нам придется заняться квантовой физикой сложных систем. Р.Фейнман в середине прошлого века выдвинул революционную идею: использовать сами квантовые процессы для организации информационных процессов особого рода: квантовых вычислений. Квантовые компьютеры стали сейчас интереснейшей областью фундаментального знания, лежащей на стыке физики и теории алгоритмов. Сама природа дает нам возможность построить суперкомпьютер, основанный на квантовой механике, суперкомпьютер, превосходящий все, что мы видели до сих пор. Этот путь — далеко не прост, потому что он касается того, что мы пока не знаем полностью. Но он реален, и обещает нам найти способ исследования и управления даже биологическими процессами; это находится сейчас в фокусе исследований, ведущихся в мировых научных центрах, в том числе и в МГУ.

В конце прошлого века было экспериментально обнаружено предсказанное квантовой физикой явление нелокальности запутанных квантовых состояний. Это удивительное свойство ставит наше воображение в тупик, но — в точности подчиняется законам квантовой физики. Недавно было открыто и первое серьезное практическое применение квантовой информатики: квантовая криптография. Использование квантовых состояний для передачи информации по каналу связи позволяет создать абсолютную защиту: такой канал нельзя взломать, потому что на страже секретов стоит сама Природа. Квантовые криптографические протоколы уже работают: с их помощью защищают самые серьезные секреты в развитых странах мира. Квантовая информатика еще очень молода, но у нее — огромное будущее.

Знания, полученные в результате прослушивания курса, будут полезны как для общего образования, так и могут быть использованы для решения задач в конкретных научных областях.

Факультет
Факультет вычислительной математики и кибернетики

Преподаватели

Преподаватели

Ожигов Юрий Игоревич (профессор)
Воеводин Владимир Валентинович (чл.-корр. РАН, зав. кафедрой)

Где
2 учебный корпус, ауд. П-14

Когда
Среда 17:00–18:30

Нагрузка:
Аудиторная [ч]: 30
Самостоятельная [ч]: 6

Семестр
Осенний семестр 2017/2018 учебного года

Записалось / всего мест
165 / 300

Записавшиеся студенты

Фамилия Имя ОтчествоФакультет обученияФорма обученияВид подготовкиКурс
Вишневецкий Кирилл СергеевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист1
Сошников Владимир ЛеонидовичМеханико-математический факультеточнаяспециалист1
Балахничёв Сергей АлександровичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Курбанов Азим ЭдгаровичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Малишевский Даниил ДмитриевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Мартьянов Дмитрий МихайловичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Подпружников Иван АндреевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Чиняев Борис БорисовичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Чумаков Вадим ИгоревичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Юдаков Даниил АндреевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист2
Алуев Максим СергеевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Булатов Айдар СалаватовичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Галицков Данил ЮрьевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Грановский Александр АндреевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Ипатов Михаил МихайловичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Ожерелков Денис АлексеевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист3
Ермилов Арсений НиколаевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист4
Лобачевский Виталий ВалерьевичМеханико-математический факультеточнаяспециалист4
Макарова Юлия КонстантиновнаМеханико-математический факультеточнаяспециалист4
Цветков Иван МаксимовичМеханико-математический факультеточнаяспециалист4
Волков Глеб ВладимировичМеханико-математический факультеточнаямагистр1
Кузнецова Екатерина ВикторовнаМеханико-математический факультеточнаямагистр1
Ли Цзэлун Механико-математический факультеточнаямагистр1
Пяткин Максим ВячеславовичМеханико-математический факультеточнаямагистр1
Найдёнкин Кирилл ЕвгеньевичФизический факультеточнаяспециалист1
Тополев Владислав ВалерьевичФизический факультеточнаяспециалист1
Сенцов Егор КонстантиновичФизический факультеточнаяспециалист2
Страхов Иван АлександровичФизический факультеточнаяспециалист3
Тавлеев Андрей СергеевичФизический факультеточнаяспециалист3
Бруданин Валерий СергеевичФизический факультеточнаябакалавр1
Лебедь Никита АлександровичФизический факультеточнаябакалавр1
Тинтул Максим АлександровичФизический факультеточнаябакалавр1
Горелов Илья КирилловичФизический факультеточнаябакалавр2
Закиров Марат НафисовичФизический факультеточнаябакалавр2
Кулагин Всеволод АндреевичФизический факультеточнаябакалавр2
Кулагин Григорий ЕвгеньевичФизический факультеточнаябакалавр2
Малков Кирилл ЕвгеньевичФизический факультеточнаябакалавр2
Окладников Сергей ВладимировичФизический факультеточнаябакалавр2
Пак Николай ВладимировичФизический факультеточнаябакалавр2
Рубенчик Марк ИльичФизический факультеточнаябакалавр2
Симонов Макар ВалерьевичФизический факультеточнаябакалавр2
Шангареев Артур ИрековичФизический факультеточнаябакалавр2
Юсупов Радик РамилевичФизический факультеточнаябакалавр2
Анненков Сергей СергеевичФизический факультеточнаябакалавр3
Верхотуров Дмитрий АлександровичФизический факультеточнаябакалавр3
Гасанов Шамхал ШамилевичФизический факультеточнаябакалавр3
Дашян Марк ЭриковичФизический факультеточнаябакалавр3
Дибров Дмитрий АлексеевичФизический факультеточнаябакалавр3
Журавицкий Сергей АлексеевичФизический факультеточнаябакалавр3
Завильгельский Андрей ДмитриевичФизический факультеточнаябакалавр3
Каторов Антон СергеевичФизический факультеточнаябакалавр3
Личкунов Алексей АндреевичФизический факультеточнаябакалавр3
Молчанова Наталия ДмитриевнаФизический факультеточнаябакалавр3
Морозов Георгий ЮрьевичФизический факультеточнаябакалавр3
Назмиев Альберт ИрековичФизический факультеточнаябакалавр3
Некрасов Алексей ДмитриевичФизический факультеточнаябакалавр3
Нусуев Георгий ЮноевичФизический факультеточнаябакалавр3
Пономарев Анатолий АлександровичФизический факультеточнаябакалавр3
Сергеенкова Лилия АлександровнаФизический факультеточнаябакалавр3
Уланов Павел ЮрьевичФизический факультеточнаябакалавр3
Халаимов Дмитрий АлександровичФизический факультеточнаябакалавр3
Чичканов Илья АлександровичФизический факультеточнаябакалавр3
Якименков Кирилл АлександровичФизический факультеточнаябакалавр3
Поспелов Никита АндреевичФизический факультеточнаябакалавр4
Брючко Владислав КонстантиновичФизический факультеточнаямагистр1
Будакян Ян СергеевичФизический факультеточнаямагистр1
Востров Никита ИгоревичФизический факультеточнаямагистр1
Гекова Анна СергеевнаФизический факультеточнаямагистр1
Господинов Георгий АлександровичФизический факультеточнаямагистр1
Гультиков Никита ВладимировичФизический факультеточнаямагистр1
Каюкова Анастасия ВладимировнаФизический факультеточнаямагистр1
Коновалов Дмитрий ЛьвовичФизический факультеточнаямагистр1
Лукашова Татьяна ОлеговнаФизический факультеточнаямагистр1
Лукомская Мария ВикторовнаФизический факультеточнаямагистр1
Морщак Алексей ОлеговичФизический факультеточнаямагистр1
Петров Николай ЛеонидовичФизический факультеточнаямагистр1
Типикин Николай СергеевичФизический факультеточнаямагистр1
Тюгаев Антон СергеевичФизический факультеточнаямагистр1
Чащин Михаил ВикторовичФизический факультеточнаямагистр1
Невьянцев Святослав МихайловичФизический факультеточнаямагистр2
Здоровенко Илья ПавловичХимический факультеточнаяспециалист1
Каралаш Сергей АлексеевичХимический факультеточнаяспециалист1
Краснов Лев ВалерьевичХимический факультеточнаяспециалист1
Михайлов Семен ЕвгеньевичХимический факультеточнаяспециалист1
Новикова Варвара ДмитриевнаХимический факультеточнаяспециалист1
Ахмадеев Давид РустемовичХимический факультеточнаяспециалист2
Голубева Елена АндреевнаХимический факультеточнаяспециалист2
Евдакова Анастасия Химический факультеточнаяспециалист2
Епишев Всеволод ВладимировичХимический факультеточнаяспециалист2
Измоденов Даниил ВитальевичХимический факультеточнаяспециалист2
Казюкова Владислава ДмитриевнаХимический факультеточнаяспециалист2
Лавров Александр ИгоревичХимический факультеточнаяспециалист2
Машко Илья СергеевичХимический факультеточнаяспециалист2
Хиневич Виктор ЭдуардовичХимический факультеточнаяспециалист2
Шапуткин Евгений ДмитриевичХимический факультеточнаяспециалист2
Дмитренко Андрей ВадимовичХимический факультеточнаяспециалист3
Новицкий Георгий ОлеговичХимический факультеточнаяспециалист3
Пупеза Александр КонстантиновичХимический факультеточнаяспециалист3
Шуркина Алена СергеевнаХимический факультеточнаяспециалист3
Калинин Вячеслав ИгоревичХимический факультеточнаяспециалист4
Виноградов Дмитрий ДмитриевичБиологический факультеточнаябакалавр3
Моралес Нието Эрик Биологический факультеточнаябакалавр3
Атемасова Анастасия АнатольевнаБиологический факультеточнаямагистр1
Бязрова Мария ГеоргиевнаБиологический факультеточнаямагистр1
Грибкова Анна КирилловнаБиологический факультеточнаямагистр1
Книга Артем ЕвгеньевичБиологический факультеточнаямагистр1
Ковыршина Анна ВитальевнаБиологический факультеточнаямагистр1
Короткова Дарья ДмитриевнаБиологический факультеточнаямагистр1
Никитин Даниил МихайловичБиологический факультеточнаямагистр1
Ушакова Екатерина ИгоревнаБиологический факультеточнаямагистр1
Ландик Альфред СергеевичБиологический факультеточнаямагистр2
Швырева Елена АлександровнаБиологический факультеточнаямагистр2
Шарова Дарья ДмитриевнаФакультет почвоведенияочнаябакалавр1
Ведяшкина Валерия ВячеславовнаГеологический факультеточнаябакалавр1
Латанова Елена АлександровнаГеологический факультеточнаябакалавр1
Бакай Татьяна КонстантиновнаГеологический факультеточнаямагистр1
Украинцев Вадим ЮрьевичГеографический факультеточнаямагистр1
Хащевская Дарья ЕвгеньевнаГеографический факультеточнаямагистр1
Осипова Юлия АлександровнаФакультет наук о материалахочнаябакалавр2
Вакарюк Яна ВалерьевнаФакультет фундаментальной медицины очнаяспециалист2
Шабанов Дмитрий ЭдуардовичФакультет фундаментальной медицины очнаяспециалист2
Петрова Полина ВладимировнаИсторический факультеточнаябакалавр3
Норов Алексей МихайловичФилософский факультеточнаябакалавр2
Балобанов Александр АлександровичФилософский факультеточнаябакалавр3
Еремин Вадим ВладимировичФилософский факультеточнаябакалавр3
Чернышева Мария ДмитриевнаФилософский факультеточнаябакалавр3
Качан Василий МаксимовичЭкономический факультеточнаябакалавр3
Радзиевский Вячеслав АлексеевичЭкономический факультеточнаябакалавр3
Гасанова Марина РуслановнаЭкономический факультеточнаябакалавр4
Воскобойникова Анна ВладимировнаЭкономический факультеточнаямагистр1
Мефодьев Алексей ВикторовичЭкономический факультеточнаямагистр1
Руденко Ирина ВладимировнаЭкономический факультеточнаямагистр1
Сембаева Дана Экономический факультеточнаямагистр1
Страшенко Алёна ОлеговнаЭкономический факультеточнаямагистр1
Тарзанян Георгий СамвеловичЭкономический факультеточнаямагистр1
Фролов Владимир ИгоревичЭкономический факультеточнаямагистр1
Иванова Мария ВладимировнаЮридический факультеточнаябакалавр1
Головнева Виктория АлександровнаФакультет психологииочнаяспециалист1
Сухотина Ксения ГеннадьевнаФакультет психологииочнаяспециалист1
Цымбал Андрей АлександровичФакультет психологииочнаяспециалист2
Жижина Олеся ГеннадьевнаФакультет психологииочнаяспециалист3
Индеева Айталина АльбертовнаФакультет психологииочнаяспециалист3
Тишова Светлана НиколаевнаСоциологический факультеточнаябакалавр1
Миронов Александр АлександровичСоциологический факультеточнаябакалавр3
Салтанова Анастасия ЮрьевнаСоциологический факультеточно-заочнаябакалавр1
Заподовников Валерий ЭдуардовичФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист1
Попов Алексей АлексеевичФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист2
Ралдугина Василиса НиколаевнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист2
Селифанова Мария ВитальевнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист2
Авдюнина Полина ВячеславовнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Буянова Мишель ФёдоровнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Гладкова Марина ГеннадьевнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Котюргин Александр ПавловичФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Максимов Владислав СергеевичФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Матвейшина Елена КонстантиновнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Пиунова Ульяна ЕвгеньевнаФакультет биоинженерии и биоинформатикиочнаяспециалист3
Зверев Павел АнтоновичФакультет фундаментальной физико-химической инженерииочнаябакалавр1
Олейников Борис ОлеговичФакультет фундаментальной физико-химической инженерииочнаябакалавр1
Прокошин Артем ВладиславовичФакультет фундаментальной физико-химической инженерииочнаябакалавр1
Лазарев Илья ДмитриевичФакультет фундаментальной физико-химической инженерииочнаямагистр1
Чакветадзе Роман ДжамбулиевичВысшая школа государственного аудита (факультет)очнаябакалавр2
Кузнеченко Илья МихайловичВысшая школа государственного аудита (факультет)очнаямагистр1
Данченко Никита КонстантиновичФакультет мировой политикиочнаябакалавр4
Торчинов Юрий АсланбековичФакультет мировой политикиочнаямагистр1
Павлов Константин ДенисовичБиотехнологический факультеточнаябакалавр1