PSI etabliert die "Computer­gestützten Wissen­schaften"

1. Juli 2021, 15:07
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Von Hochleistungsrechnern gestützte Wissenschaft ist für das Paul Scherrer Institut (PSI) längst das tägliche Brot. Nun ist es auch ein eigener Forschungsbereich.

Gemeinsam mit der ETH Lausanne (EPFL) hat das Paul Scherrer Instituts (PSI) neu einen eigenen Forschungsbereich für "Computergestützte Wissenschaften, Theorie und Daten" etabliert. Hier werden sich Forschende vermehrt mit der Entwicklung neuer Computer- und Datentechnologie und deren Einsatz für die Wissenschaft beschäftigen, teilt das PSI mit. Der Forschungsbereich komme als sechster zu den bisherigen Bereichen "Biologie und Chemie", "Forschung mit Neutronen und Myonen", "Nukleare Energie und Sicherheit", "Energie und Umwelt" sowie "Photonenforschung" hinzu.
Laut PSI-Direktor Christian Rüegg ist das Nutzen von Hochleistungsrechnern zwar alles andere als neu am PSI. Doch schaffe man diesen Forschungendafür nun ein angemessenes organisatorisches Fundament. So ergebe sich "die Möglichkeit, wichtige Entwicklungen bei diesen Zukunftsthemen noch besser aufzugreifen und verstärkt zu bearbeiten", so Rüegg. Konkrete werde man "die Datenwissenschaften, die Simulation von Materialien und den Bereich künstliche Intelligenz " gemeinsam mit Partnern aus dem ETH-Bereich ausbauen.
Laut Martin Vetterli, Präsident der EPFL, wird die schon bestehende Zusammenarbeit mit dem PSI verstärkt. Er spricht von "einer durchaus visionären Vernetzung von Datenverarbeitung und Datenwissenschaften mit den einzigartigen Grossforschungsanlagen des PSI".
Umfangreiche Computersimulationen, Modellierungen und theoretische Berechnungen sind ein essenzieller Baustein der Natur- und Ingenieurwissenschaften, schreiben die Forscher weiter. Um wissenschaftliche Fortschritte zu erzielen, müsse sich auch die Datenwissenschaft weiterentwickeln. "Dies gilt umso mehr am PSI mit seinem weltweit einzigartigen Ensemble von Grossforschungsanlagen", so Rüegg. Sowohl deren Betrieb als auch die hier stattfindenden Experimente produzieren grosse Datenmengen.
Bereits jetzt generiere man jährlich rund 3,6 Petabytes an Forschungsdaten. Das könne sich in den kommenden 4 Jahren ändern. Unter anderem aufgrund des derzeitigen Upgrades der Synchrotron Lichtquelle Schweiz dürften es sogar 50 Petabytes werden, kündigt das PSI an.

Damit Schweiz als Forschungsplatz top bleibt

Der neue Forschungsbereich werde engmaschig im ETH-Bereich vernetzt sein und auch neu zu gründenden Einheiten an der EPFL und dem PSI umfassen. Unter anderem sind mehrere neue gemeinsame Professuren vorgesehen.
Eine besonders enge Kooperation sei mit dem Nationalen Forschungsschwerpunkt Marvel (Materials' Revolution: Computational Design and Discovery of Novel Materials) geplant. Er werde vom EPFL-Professor Nicola Marzari geleitet, der das dortige Labor für Theorie und Simulation von Materialien.
Laut Marzari könne durch diese Zusammenarbeit die internationale Spitzenposition der Schweiz in zukunftsweisenden Bereichen wie der Materialwissenschaften, Energieforschung, Chemie und Biologie weiter ausgebaut werden, "indem wir Simulationen von Materialien und Molekülen direkt mit den Ergebnissen der Grossforschungsanlagen des PSI verbinden".
Klar sei, dass für solche ein ehrgeiziges Projekt enorme Rechenkapazitäten notwendig sind. Auch hierbei könne man neben gemeinsamen bisherigen Erfahrungen auch auf das nationale Hochleistungsrechenzentrum, das CSCS (Centro Svizzero di Calcolo Scientifico) der ETH Zürich verlassen. Dort ist bekanntlich das neue Schweizer Supercomputer-Flaggschiff Alps im Aufbau. Davon abgesehen soll in absehbarer Zeit auch der "Quantum Computing Hub", der vom PSI und der ETH Zürich dieses Frühjahr gegründet wurde, Hardware für das innovative Rechnen liefern.
Jedenfalls sind laut dem PSI-Direktor "Hochleistungsrechner mit flexibler Architektur entscheidend, um aus den stark wachsenden Datenmengen der modernen Forschung das Maximum an neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen herauszuholen".

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