Vrijeme projektnog ciklusa drastično smanjeno! Naučnici koriste superkompjutere za pokretanje istraživanja laserske fuzije

Nedavno je Laboratorija za lasersku energiju (LLE) Univerziteta u Rochesteru instalirala novi superkompjuter da podrži svoje eksperimente laserske fuzije.
Novi superkompjuter povećava računarsku snagu laboratorije za faktor četiri i smanjuje vreme potrebno za završetak određenih projekata sa 30 nedelja na nekoliko dana.
Laboratorija za lasersku energiju Univerziteta u Rochesteru (LLE) jedna je od rijetkih ustanova u svijetu koje proučavaju laserski vođenu inercijsku zatvorenu fuziju (ICF), koju naučnici koriste u svrhe nacionalne sigurnosti i za dobivanje energije iz nuklearne fuzije.
"Novi superkompjuter koji se nalazi na univerzitetu omogućit će istraživačima da simuliraju složene fenomene visoke gustoće energije u ICF-u u tri dimenzije sa neviđenim detaljima", rekao je Valeri Gončarov, direktor teorijskog odjela laboratorije i naučnik.
"Na primjer, vrlo je teško, ako ne i nemoguće, direktno izmjeriti evoluciju mikrometarskih meta defekata u imploziji. Međutim, detaljne 3D simulacije mogu modelirati kako takve pojave mijenjaju lakše mjerljiva eksperimentalna opažanja", objašnjava Gončarov, " Otkrivanje korelacije između rezultata simulacije i eksperimentalnih podataka pomoći će da se odredi važnost ciljnih karakteristika subskale i drugih složenih fizičkih efekata u eksperimentima."
Mašinu, nazvanu Conesus, napravio je Intel i razvijen u saradnji sa Dell Technologies i Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). To je jedan od samo sedam Intel četvrte generacije Sapphire Rapids sistema u svijetu i jedan od samo dva u Sjedinjenim Državama.
Program "Najboljih 500 superkompjutera na svijetu" (Lista TOP500), započet 1993. godine, dva puta godišnje objavljuje ažuriranu listu najmoćnijih svjetskih superkompjutera.
Kakvu će korist imati eksperimenti laserske fuzije?
Laboratorija za lasersku energiju Univerziteta u Rochesteru ima dva vrlo moćna lasera - Omega i Omega EP - koje istraživači koriste za izvođenje studija, uključujući i one koje uključuju ICF. Ovaj rad se temelji na proboju u paljenju, reakciji fuzije koja proizvodi neto energetski dobitak, koju su naučnici napravili prošle godine u LLNL-ovom Nacionalnom postrojenju za paljenje (NIF).
William Scullin, šef laboratorijske grupe za računarstvo visokih performansi, rekao je: "Oko 10 puta dnevno, naši laseri se koriste za stvaranje energične zvijezde u tegli."
Ali put do laserski vođene inercijalne zatvorene fuzije (ICF) počinje sa superkompjuterima koji modeliraju materijale, lasere i sam eksperiment.
Scullin je rekao: "Imamo mogućnosti 1D, 2D i 3D modeliranja za simulaciju inercijalnog zatvaranja fuzije. Modeliramo materijale i plazme na ekstremnim temperaturama i pritiscima. Laseri velike snage nisu komercijalno dostupne komponente. Stoga dizajniramo mnoge od naših vlastitih optičkih i laserski sistemi u kompaniji. Osim toga, postoji sve veća količina statističkog posla koji treba obaviti."
Prema Scullinu, kako se povećava potreba za statističkom analizom, kompjuterski naučnici istražuju kako da koriste mašinsko učenje da saznaju šta se dešava iz starih i novih podataka. Da bi ova otkrića bila moguća, LLE-u su potrebni novi računarski resursi.
Conesus će naučnicima obezbijediti računarske resurse za prikupljanje više podataka i sprovođenje studija veće rezolucije, uključujući korištenje mašinskog učenja na većim skupovima podataka, kaže Scullin. Projekti za koje je možda trebalo 30 sedmica da se završe na ranijim sistemima mogu se završiti za nekoliko dana koristeći Conesus.
Conesus ima planirano nekoliko projekata, uključujući testiranje statističkih modela kriogene implozije Omega laserskog sistema; simulacija zaustavljanja alfa čestica i sagorevanja plazme; i proučavanje tečnih kristala, koji proizvode velike odzive sa vrlo visokom termičkom stabilnošću.
Laboratorija za lasersku energiju Univerziteta u Rochesteru (LLE) smjestit će dva lasera ​​od 25 gigavata kao dio projekta podržanog od strane Nacionalne naučne fondacije (NSF) na Univerzitetu u Rochesteru koji ima budžet od 18 miliona dolara u trogodišnjem periodu. U sklopu projekta, laboratorija će uspostaviti novo postrojenje pod nazivom EP-OPAL, koje će biti posvećeno proučavanju interakcije lasera ultravisokog intenziteta sa materijom.