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廖方宇:数据与计算是科技创新倍增器

来源:中国科学报 作者:李晨阳 2017-05-25 14:18:42
  《中国科学院“十三五”发展规划纲要》指出,须“重点围绕基础前沿交叉、先进材料、能源、生命与健康、海洋、资源生态环境、信息、光电空间等八个重大创新领域和有关重点方向,及国家重大科技基础设施、数据与计算平台等两类公共支撑平台,进行我院未来科技布局”。

  这是中科院面向“十三五”科技创新的“8+2”领域/平台的科技布局,而“数据与计算平台”是支撑八个重大创新领域和有关重点方向及国家重大科技基础设施科技创新的信息化平台。近日,《中国科学报》记者采访到中科院计算机网络信息中心主任廖方宇,请他畅谈数据与计算平台的构想与前景。

  科学家的“显微镜”和“望远镜”

  当前,“数据与计算平台”由中科院网信办负责牵头组织、院机关各有关局参加,正在紧锣密鼓编制规划。为紧密结合中科院“十三五”科技创新对信息化的需求,成立了多学科、多领域、各有关研究院所近50余名科技、管理专家组成的规划编制组,并由中科院遥感与数字地球研究所郭华东院士担任规划咨询顾问组组长。

  在任该规划战略研究组组长的廖方宇看来,“数据与计算平台”可谓应运而生。现代科学研究已然进入复杂系统科学研究的深水区,先进的数据与计算能力使过去无法想象的研究成为可能,也加速了各领域内重大科学成果的涌现。

  “新一代数据与计算平台将成为未来科学研究的‘显微镜’和‘望远镜’,加速微观和宇观双向的科学发现与创新。对许多科研领域而言,数据和计算早已不仅仅是辅助手段,更是学科的必然组成部分。至于现在备受瞩目的人工智能,也得益于计算、数据、存储等信息技术的发展。”廖方宇谈道。

  在新的时代背景下,“数据与计算平台”既是实现国家创新战略的需要,也是提升科技创新支撑能力的需要。2016年底国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》,正式提出建设基于云计算的国家科研信息化基础设施,打造“中国科技云”。

  “‘中国科技云’的核心正是数据与计算平台。”廖方宇说。

  领域与平台的深度融合

  如今,国家在各个层面均已深刻认识到了数据、计算等信息化技术对科技创新的促进作用,并开始着手部署各类科技计划。但总体来看,我国的科研信息化进程仍缺乏顶层设计和整体布局,缺乏对科研过程中数据、计算全流程的统筹考虑。

  “在这种大环境下,中国科学院在‘8+2’平台布局中,适时提出了‘数据与计算平台’,是非常有远见的。”廖方宇说。

  为了将数据、计算与各学科领域的特点结合起来,真正做到以八个领域的重大科学问题为导向,在建立编制队伍时,他们特地邀请了各领域的专家参与到规划编制工作中来,并保持与中科院相关局的密切沟通。

  面向8个重大创新领域和国家重大科技基础设施,他们成立了9个专家组,研究并提供了领域的发展趋势、对数据与计算平台的重大需求等方面的材料,并收到院内相关研究所反馈的文字材料。依据这些材料,他们初步统计了各领域对数据与计算基础设施和应用方面的需求。

  例如在海洋科学领域,海洋数值模拟和可视化分析需要万核级的高性能计算机,需要构建PB级存储能力的海量数据资源管理和服务统一平台,推动海洋科学领域数据共享与应用;而在生命科学领域,需要建立我国自主的生物医学方面的大数据中心,将我国的数据掌握在自己手中,发展一系列基因组学分析与模拟软件,在药物设计方面更需要专业的大规模并行计算算法与计算环境……

  而备受关注的全球气候变化,也需要数据与计算平台的助力。

  去年12月,中国首颗碳卫星冲上云霄,开启了我国应对气候变化的新时代。面对这一国家重大需求,上海高等研究院打造了能源与碳排放集成应用示范平台。依托这一平台,未来预计会建成能源、碳排放、经济、社会大数据管理系统、基于碳同化系统的全球碳排放模拟可视化平台、能源经济环境的政策模拟分析平台等,并最终形成面向各级政府的低碳发展路线图及解决方案。

  培育数据与计算发展新生态

  廖方宇直言,我国数据与计算领域的发展水平,与发达国家仍然有较大差距。中国一直以来都比较重视硬件环境的建设,但由于认识上的滞后,软环境方面缺乏长期的支持与投入。

  “信息化各要素中任何一个‘齿轮’咬合不严,都会削弱融合服务能力,影响信息化对科研的整体支撑作用。比如在高性能计算领域,我们就应该形成一个从硬件、中间件一直到科学计算、工程计算等各类应用软件的生态大环境。我们需要认认真真扎实推进的是,如何汇集资源、统一调度、融合平台,建成一个科学家们真正愿意来的大社区。”廖方宇说。

  廖方宇进一步强调,我国至今仍缺乏被国际上各学科领域认可的自主开发的学科应用软件和权威数据库。现在绝大多数常用的基础软件和专业数据库,还都是国外的。一些领域的学术论文要发表,涉及到科学数据还必须到国外的数据库去登记,才能得到认可。他热切盼望随着“数据与计算平台”这一规划的落实和发展,能让这一现状得以改观。

  廖方宇最后表示,“数据与计算平台”的目标在于打造国内一流、国际先进的数据与计算平台,建设国内外一流的科学计算中心,建设国内最权威的科学大数据平台,引领科研信息化和科研模式发展,有力支撑中科院“率先行动”计划实施,全面提升中科院科技创新能力,助力中科院产生若干具有世界领先水平的重大科学发现与科技突破。
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