丑国科技创新的速度越来越取决于大规模计算科学和工程？

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美国的经济前景和安全在很大程度上取决于美国是否有能力以比竞争对手更快的速度进行创新，而创新的速度越来越取决于大规模计算科学和工程，因此也越来越取决于高性能计算。


+ h2 L; @7 \' {/ h/ J- ~7 b30多年来，先进科学计算研究 （ASCR） 计划提供了高性能计算和网络能力及专业知识，支持能源部（DOE）履行推进美国国家安全、经济安全和能源安全的使命。该计划现在面临的挑战是开发和部署下一代高性能计算系统和技术，将高性能计算和人工智能（AI）技术广泛应用于科学和工程研究问题。在研发过程中，ASCR计划还必须推动HPC发展，促进科学发现和技术创新。


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2 s( f  \$ G$ YASCR计划是美国科研基础设施的重要组成部分，也是美国经济增长和竞争力的重要组成部分。ASCR有责任以决心和热情履行使命：推进高性能科学计算、人工智能技术应用以及建设先进研究设施。

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对国家具有重要意义的科学和工程应用将需要更高性能的先进计算系统，以模拟复杂现象，处理、分析和管理海量数据，支持尖端实验。

6 k" y/ E% O. |% z5 m0 @! Z要满足这些要求进而保持国际领先地位，就必须在计算、网络、数学和人工智能技术方面不断取得重大进步。国家实验室及其大学合作伙伴有条件做到这一点，但前提是在领导力、愿景以及资金方面得到适当的支持。

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在能源部的主要领导下，美国在应用数学和计算科学与工程研究领域一直处于国际领先地位，并利用其专业知识提升建模和仿真能力，服务科学、能源和核安全领域的国家优先事项。美国在计算机科学领域一直处于领先地位，能源部的作用主要集中在与高性能计算有关的领域（如编程、并行算法和性能优化技术）以及网络和数据科学（科学发现的方法和工具）。
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3 k/ B8 o! u6 o: {- S( e大数据和高性能计算对科学发现都非常重要，而且两者具有协同作用。整个能源部科学办公室的实验设施对前沿计算和网络设施、方法和服务的需求与日俱增。这些需求包括移动、分析、共享和管理来自观测传感器和科学仪器的数据集的能力，以及使用人工智能技术将数据与基于物理和数据驱动的模型进行集成的能力，这些模型本身可能会产生巨大的数据集，并需要大量计算来进行模型训练和推理。

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从超大规模计算和以往计算进展中可以发现，要想实现能源部和国家所需的科学突破，必须在硬件系统和软件基础设施两方面进行创新。推动ASCR设施发展需要依赖以共同设计为基础的跨学科方法，而不是仅仅依赖供应商市场。ASCR将继续鼓励科学团队、计算研究人员、设施工作人员和供应商开展合作。

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ASCR今后的工作重点需要放在四个关键领域并追求领域内的领先地位：

7 b  K8 j7 L# Y: V2 w0 Z# I（一）科学与工程领域的高端建模与仿真（如应用数学、软件、高级应用）。
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（二）科学与工程领域的人工智能（如人工智能方法、软件、数据集、高级应用）。


（三）超大规模前沿计算架构和系统（如硬件架构、软件、部署的基础设施）。
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（四）应用于综合研究性基础设施的先进网络和未来互联网架构（如架构、软件、已部署的基础设施）。
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值得注意的是，这四个领域都与白宫的关键和新兴技术清单相一致。