На любой вкус и цвет. LHC@home
На любой вкус и цвет. LHC@home.
Передний край науки в физике, астрономии, биологии, математике и криптографии, химии, информационных технологиях, экологии – эти направления широко представлены в мире распределенных вычислений и имеют многочисленных сторонников.
Очень популярен в свое время был проект LHC@home, участники которого сначала помогали Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) проектировать знаменитый Большой адронный коллайдер, а затем просчитывали орбиты протонов и тяжелых ионов уже для подготовки непосредственных экспериментов на этом крупнейшем ускорителе заряженных частиц. Похожая история повторяется в проекте Muon1: компьютеры добровольцев рассчитывают параметры базовой конструкции «Фабрики нейтрино» (Neutrino Factory) – будущего ускорителя, способного порождать потоки легких нейтральных частиц – нейтрино.
Большое поле приложения вычислительных мощностей наших компьютеров предлагает астрономия. После SETI@home в исследовании загадок Вселенной нет равных проекту Einstein@home – совместному детищу ученых из Института Альберта Эйнштейна в Берлине, Массачусетского технологического института и др. научных организаций. Проект занят наблюдением вращающихся нейтронных звезд (пульсаров) с целью обнаружения гравитационных волн, предсказанных Эйнштейном в рамках Общей теории относительности. Для этого более 100 тысяч компьютеров активных участников проекта круглосуточно анализируют данные с двух интерферометров гравитационно-волновых обсерваторий LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и германского интерферометра GEO 600.
Галактика Млечный Путь, в которой сияет наше светило, уже продолжительное время «поглощает» одно из карликовых звездных скоплений из созвездия Стрельца. Проект Milkyway@home, поддерживаемый Ренселлеровским политехническим институтом, должен ответить на вопрос: насколько в будущем окажется перекроенной карта нашей галактики в результате действия порожденных слиянием мощных приливных звездных потоков. Более масштабную задачу поставили перед собой организаторы проекта Cosmology@home из Иллинойского университета – найти такую космологическую модель Вселенной, которая наилучшим образом согласовывалась бы с данными астрономических наблюдений и значениями физических постоянных. На этом фоне таким приземленным кажется Orbit@home – проект наблюдения за астероидами, которые могут представлять угрозу столкновения с Землей. Проект использует данные наземной сети телескопов и взят на финансирование NASA.
В изучении белков помимо Folding@home участвуют другие проекты: Rosetta@home, Predictor@home, SIMAP, Human Proteome Folding (WCG) и другие. На этом перечень биоинформационных исследований с помощью распределенных вычислений далеко не исчерпывается. Многое в этой области сделано объединением World Community Grid (WCG) и его главным спонсором – компанией IBM.
Задачей WCG является организационно-техническая поддержка целой группы проектов, большинство которых относятся к области медицины человека. Например, разработкой новых средств профилактики синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД) занимается проект FightAIDS@home, организованный учеными из Исследовательского института Скриппса в Ла-Джолле (Калифорния). Проект Help Conquer Cancer Института рака в Онтарио анализирует данные рентгеновской кристаллографии белков, участвующих в развитии раковых заболеваний. Результаты этих исследований помогут лучше понять природу рака, разработать новые способы его диагностики и лечения. А в проекте Help Fight Childhood Cancer, который поддерживают ученые из Института по исследованию Рака в префектуре Чиба (Япония), ищут лекарства от нейробластомы – особого вида раковых опухолей, поражающих преимущественно детей.
В рамках других проектов WCG исследуются новые материалы для солнечных батарей, ищутся перспективные лекарственные вещества от вирусов гриппа и лихорадки, анализируются белковые последовательности риса и многое другое.
Подключиться к World Community Grid очень просто:
• Зарегистрируйтесь на сайте World Community Grid, запомните свой логин и пароль.
• Не выходя из своей учетной записи выберите заинтересовавшие вас научно-исследовательские проекты, в которых вы хотите участвовать (желательно поставить флажок возле надписи “If there is no work available for my computer for the projects I have selected above, please send me work from another project.”)
• Скачайте, установите и откройте BOINC-менеджер.
• Войдите в BOINC-менеджере в режим Advanced View, найдите в меню «Сервис» пункт «Добавить проект». В перечне проектов выберите World Community Grid.
• После этого BOINC предложит вам ввести ваши логин и пароль и начнёт загрузку файлов проекта. Поздравляем, вы теперь участник распределенных вычислений!
Математические проекты первыми освоили возможности распределенных вычислений и с тех пор нисколько не сбавили обороты. В проекте Seventeen or Bust продолжаются поиски наименьшего числа Серпинского. Простые числа сразу нескольких видов определяют в PrimeGrid, а вот простые числа Вифериха ищут в одноименном чешском проекте Wieferich@home. Гипотезу Гольдбаха доказывают участники GoldbachConjectureVerification. Новые делители чисел Ферма вычисляют на компьютерах, подключенных к проекту Fermat Search. Это только малая часть математических проектов. В области криптографии, тесно связанной с математикой, многое сделано сообществом distributed.net, которое запустило серию проектов проверки алгоритма шифрования RC5 и поиск оптимальных линеек Голомба – OGR. Для разнообразия также можно поучаствовать в проекте Enigma@home по дешифровке последней из нерасшифрованных немецких радиограмм, датируемой 1942 годом.
Теоретическая химия тоже завоевала место под солнцем распределенных вычислений. Например, ученые из Мюнстерского университета в рамках проекта QMC@home (Quantum Monte Carlo At Home) отрабатывают применимость алгоритмов статистических методов Монте-Карло в решении задач квантовой химии. С помощью того же Монте-Карло совершенствуют методологию моделирования межатомного взаимодействия в твердых телах в Техасском университете в городе Остин. Для вычислительной поддержки этих исследований создан проект eOn, где уже достигнуты успехи в исследовании каталитических реакций в присутствии наночастиц.
Климатологи относятся к группе ученых, которым нужно особенно много вычислительных ресурсов для совершенствования методов моделирования. Одним из инструментов такого рода является ClimatePrediction – проект Оксфордского университета по изучению изменений климата. С 2002 года участники проекта успели проверить более 400 тысяч вариантов климатических моделей с общим модельным временем 40 миллионов лет. Это позволило значительно повысить точность прогнозирования параметров нашего климатического будущего.
Как видим, распределенные вычисления проникли во многие отрасли науки, превратившись в надежного партнера ученых. Миллионы людей из статистов научного прогресса превратились в его непосредственных участников. Международная аудитория распределенных вычислений растет, объединяя людей из разных стран в едином стремлении к раскрытию тайн мироздания.
