• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Магистерская программа «Математические методы моделирования и компьютерные технологии»

Концепция программы

Магистерская программа «Математические методы моделирования и компьютерные технологии» ориентирована на освоение новых, эффективных методов математики и информатики, на актуальные научные направления и на новейшие суперкомпьютерные технологии моделирования. Это способствует высокой котировке наших выпускников, гарантирует их конкурентоспособность и востребованность, в том числе, на длительную перспективу.

Среди других магистерских программ МИЭМ НИУ ВШЭ данная программа характеризуется особым уровнем математической подготовки; она входит в состав ключевых Стратегических Академических Единиц (САЕ) университета.

Программа построена так, что студенты с математическим складом мышления, при желании, смогут ярко проявить себя в создании новых теоретических методов, участвуя в исследовании принципиальных проблем математического моделирования и информатики. Хорошо известно из истории: новые научные идеи и подходы всегда витают в воздухе рядом с передовыми технологиями. И именно незашоренным мозгам студентов, получающим уникальные знания от своих преподавателей,  всегда бывает легче их уловить и развить.

С другой стороны, конкурентоспособность выпускников в любой сфере деятельности, связанной с математическим моделированием и информационными технологиями, тоже определяется лидирующим уровнем преподавателей и их участием в реальных разработках.

Примерно половина преподавателей программы «Математические методы моделирования и компьютерные технологии» представляет научные школы мирового класса в актуальных областях прикладной математики, а другая половина напрямую вовлечена в проекты по моделированию в области высоких технологий, причем, на уровне руководящих должностей (от завлабораториями до замдиректоров институтов), в качестве главных движущих пружин.

Поварившись в таком научно-технологическом котле (начиная с работы над темой курсового проекта), выпускники программы, за счет более глубокой и современной математической и компьютерной подготовки, участия в разработке перспективных проектов, получают преимущества в том, что касается способности к инновационной научной деятельности.

Одновременно, благодаря отбору для дисциплин программы только ключевых тем и методов, благодаря методикам, обеспечивающим простоту и наглядность изложения, а также ввиду возможности построения индивидуального учебного плана, магистранты имеют значительную свободу в своей специализации на интересующей тематике. 

Дисциплины программы условно можно разделить на три блока:
  • суперкомпьютерная архитектура и суперкомпьютерное моделирование, в том числе, для био-молекулярной медицины,
  • статистическое моделирование сложных систем и сетей,
  • новые методы прикладной математики (квантовая информатика, алгебраический и структурный анализ систем, наномоделирование).

Первые два блока соответствуют тем областям прикладной математики и информатики, которые сейчас и в долговременной перспективе будут наиболее востребованы в мире в технологических приложениях, а третий блок обеспечивает уникальные элементы получаемого образования, в том числе, на международном уровне.

Среди фундаментальных проблем, которые стоят перед мировой наукой в XXI веке, одна из ключевых - это создание эффективных моделей систем со сложной структурной организацией или структурной динамикой. Эту проблему по важности можно сопоставить с разработкой аппарата квантовой механики в начале прошлого века. Речь идет об адекватном математическом описании и математическом анализе таких объектов и процессов как молекулярные машины и молекулярные лекарства, самосборка белков и вирусов, возникновение и эволюция фазовых фронтов, образование связей дальнего порядка (квазикристаллы), статистическая топология пространственных структур, динамическая локализация и самовозбуждение, аномальная диффузия и кластеризация в случайных средах или системах, развитие экономических кризисов  и т.п. Данная проблема находятся в центре внимания прикладных дисциплин магистерской программы, а они, в свою очередь, поддерживаются продвинутыми математическими курсами мирового уровня, содержащими необходимые элементы некоммутативной алгебры и теории представлений, теории возмущений динамических систем, асимптотического и функционального анализа, квантовой информатики, теории нано и мезо структур.

Существует  еще одна очень глубокая концептуальная  проблематика, с которой тесно соприкасается наша программа.После бурной эры 90-х и 2000-х годов развитие суперкомпьютерных технологий сейчас встретилось с существенным препятствием. Дело в том, что для моделирования с помощью электронно-вычислительных машин реальных сложных систем, на достаточно больших временных и пространственных масштабах, оказывается необходимым резко повысить достигнутую ныне в мире производительность таких машин. А это, как выясняется, невозможно сделать на известных нам параллельных (кластерных, многоядерных) архитектурах. Проблема напоминает старый философский спор о невозможности механистического объяснения мира: начинает казаться, что для успешного моделирования системы компьютер должен иметь сложность, сравнимую со сложностью самой этой системы.

Информационные технологии, помимо дискретной математики, давно используют методы функционального анализа, теории и меры. Теперь становится ясно, что поиск новых архитектурных и логических концепций  вычислительных систем упирается уже в задачи статистической топологии и структурного анализа, в котором компьютерщики не сильны. С другой стороны, специалисты по современным статистическим методам, обычно, плохо ориентируются в компьютерных технологиях. Кроме того, и те, и другие, как правило, мало знакомы с новыми алгебраическими и структурно-асимптотическими методами, с идеями квантовой информатики.

Выпускники нашей программы потенциально должны быть готовы и способны сделать крупные научные продвижения на стыке перечисленных областей, осуществив прорыв в создании новых «топологических», «алгебраических» и «квантовых» вычислительных архитектур, с одной стороны, и в разработке новых суперкомпьютерных статистико-алгебро-аналитических методов, с другой. Это шаги в захватывающе интересном направлении преобразования компьютерных технологий из пока еще чисто прикладного в истинно научный,  интеллектуальный инструмент человечества.