L'INAF CAPOFILA DEL SETTORE ASTROPHYSICS & COSMOS OBSERVATIONS

Centro di supercalcolo al servizio dei Big Data

Iniziano oggi le attività del neonato Centro nazionale di supercalcolo, istituito per svolgere ricerca e promuovere l’innovazione di livello nazionale e internazionale, a partire da una infrastruttura di punta per l’High Performance Computing e la gestione di grandi quantità di dati. L'intervista a Ugo Becciani, coordinatore del team Inaf che partecipa al progetto

     01/09/2022
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Si chiama Astrophysics & Cosmos Observations e vede la leadership dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf): questa è una delle dieci aree tematiche del neonato Centro nazionale di ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, nato dall’iniziativa dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) di 51 membri fondatori distribuiti su tutto il territorio nazionale (tra cui appunto l’Inaf), provenienti dai settori pubblico e privato, dal mondo della ricerca scientifica e dell’industria. Dopo l’annuncio alla stampa del 19 luglio, le attività del Centro nazionale partono proprio oggi, primo settembre.

Il Centro nazionale di supercalcolo è uno dei 5 centri nazionali istituiti dal Ministero dell’università e della ricerca (Mur) con i fondi del Piano nazionale di ripresa e resilienza (Pnrr), nella componente “Dalla ricerca all’impresa” e nell’ambito del potenziamento delle strutture di ricerca e creazione di “campioni nazionali” di ricerca e sviluppo. Il nuovo Centro nazionale farà base al Tecnopolo di Bologna, che già ospita il data center del Centro meteo europeo.

L’Inaf è tra i protagonisti di questa avventura tecnologica. Ne parliamo con Ugo Becciani, coordinatore del team Inaf che ha preparato una delle proposte per il Centro nazionale Hpc nonché primo tecnologo presso l’Inaf di Catania. 

Cos’è il Centro nazionale Hpc, Big Data e Quantum Computing?

«Nei prossimi anni, la quantità di dati prodotta in diversi settori, dal mondo della ricerca a quella delle attività produttive ed economiche porrà delle sfide importanti che dobbiamo cominciare ad affrontare. Il Centro nazionale è il soggetto strategico che nel nostro Paese guiderà questa fase, senza precedenti, e dovrà rispondere con soluzioni innovative sia in termini di tecnologie hardware nel supercalcolo, che con metodologie basate sulle simulazioni numeriche avanzate e sulle tecniche di intelligenza artificiale per l’analisi e la gestione dei big data».

In quale scenario si colloca il Centro nazionale di supercalcolo?

«Il Centro nazionale nasce dalle numerose realtà presenti nel nostro Paese che da molti anni hanno sviluppato tecnologie e competenze di livello internazionale nell’ambito del supercalcolo. Un deciso passo in avanti è stato recentemente compiuto dal Mur grazie alla Joint Undertaking europea EuroHpc, che contribuisce alla realizzazione di uno dei più grandi supercalcolatori al mondo, denominato Leonardo. Il nuovo supercomputer sarà gestito dal Cineca e sarà presto disponibile all’intero sistema della ricerca italiana. Il Centro creerà l’infrastruttura digitale nazionale per la ricerca e l’innovazione, partendo dalle risorse già esistenti in termini di Hpc, Htc (High Throughput Computing) e big data adottando un modello di data lake accessibile dalle comunità scientifiche e industriali e basandosi su un elevato team di supporto a livello globale. Lo scopo sarà quello di formare un eco-sistema ad altissimo livello globale basato su partenariati strategici pubblico-privato per l’utilizzo delle più avanzate soluzioni tecnologiche e la promozione e sviluppo di nuove e future tecnologie informatiche».

Perché è stato istituito? Quali sono gli obiettivi?

«Il Centro rientra nei piani strategici del Mur nelle linee finanziate dal Pnrr per il mantenimento e il potenziamento dell’infrastruttura Hpc e Big Data italiana. È stato istituito per svolgere ricerca e promuovere l’innovazione di livello nazionale e internazionale, a partire da una infrastruttura di punta per l’Hpc e la gestione di grandi quantità di dati con lo scopo di integrare le tecnologie emergenti disponibili quali quelle per la computazione quantistica (quantum computing)». 

Chi è coinvolto nel progetto?

«Il Centro nazionale di supercalcolo coinvolgerà e promuoverà le migliori competenze interdisciplinari delle scienze e dell’ingegneria, permettendo innovazioni radicali e sostenibili in campi che vanno dalla ricerca di base (astrofisica, fisica nucleare e fisica delle alte energie) alle scienze computazionali e sperimentali del clima, dell’ambiente, della medicina e biomedicina, alle tecnologie di materiali, ai sistemi e ai dispositivi del futuro della  Digital Society & Smart Cities, ecc. Il Centro è costituito da una fondazione che ha il compito di guidare l’intera azione del centro stesso quale soggetto attuatore (Hub), con 11 soggetti realizzatori di specifiche azioni (Spoke). Per la realizzazione del programma di ricerca del Centro è stato selezionato un partenariato pubblico-privato ampio e di alta qualità di 49 partner, tra cui: 25 università e istituti di ricerca statali, 9 enti di ricerca pubblici e 15 partner privati, con aziende di alto rilievo nazionale ed internazionale e con una partnership distribuita in tutta Italia». 

Parliamo del ruolo di Inaf in questa iniziativa. Quali sono i progetti che ci vedono protagonisti?

«Inaf è stato fin dall’inizio tra i fautori e i promotori della costituzione del Centro nazionale. Ha partecipato attivamente a tutte le fasi iniziali e alla costituzione della fondazione stessa aderendo come socio fondatore del Centro. L’interesse di Inaf in ambito Hpc è sempre stato elevato vista la sua importanza per le simulazioni teoriche che necessitano di supercalcolatori di sempre più elevata potenza per modellare i complessi sistemi dinamici studiati oggi in astrofisica e cosmologia. La nuova generazione di telescopi e strumenti per osservazioni astronomiche da terra e dallo spazio produrranno (e in alcuni casi stanno già producendo) una quantità esponenzialmente maggiore di dati rispetto ai predecessori e richiederanno risorse eccezionali per la post-elaborazione, analisi e l’archiviazione dei dati. La progettazione e l’implementazione di queste nuove infrastrutture scientifiche richiede un ingente investimento finanziario e scientifico a livello mondiale e, di conseguenza, un corrispondente investimento Hpc e Big Data deve essere perseguito al fine di massimizzare i risultati che otterremo.

Le principali linee di ricerca che avranno supporto dal Centro nazionale riguardano la radioastronomia con la rete di radiotelescopi Ska, il Low Frequency Array e Meerkat+; l’Observational Astrophysics e time-domain con le missioni spaziali Euclid e Gaia, l’Extremely Large Telescope (Elt); il settore delle alte energie, con i progetti Cta, Astri, Swgo; altre infrastrutture Large Scale Simulation, come Hpc Theory (P-Gadget, Pluto, plasma physics simulations, ecc..). Oltre al progetto Astrophysics and Cosmos Observations, partecipa attivamente in altri Spokes: Future Computing, Fundamental Research and Space Economy, Quantum Computing».

Quanti ricercatori Inaf sono coinvolti?

«Fin dall’inizio è stato proposto a tutti i ricercatori di Inaf di indicare le proprie necessità ed interesse per le attività del Centro, ottenendo un notevole numero di partecipanti, con circa 250 ricercatori interessati a diverso titolo e per specifiche esigenze. Sottolineo altresì che tutte le strutture Inaf sono effettivamente coinvolte nelle attività del centro nazionale». 

Iniziative ed eventi che volete segnalare?

«Sono previsti specifici kickoff dei diversi soggetti attuatori entro il mese di ottobre e un grande evento di lancio a livello nazionale previsto per la seconda metà di novembre con la presenza delle più alte cariche dello Stato, a partire dal presidente della Repubblica, il presidente del Consiglio dei ministri, e la presenza di numerosi ministri».