हार्ट्री सेंटर

हार्ट्री सेंटर एक उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (HPC) और डेटा एनालिटिक्स अनुसंधान सुविधा है जो यूनाइटेड किंगडम में साइंस एंड टेक्नोलॉजी डेयर्सबरी में स्थित है। यह यूके रिसर्च एंड इनोवेशन का एक हिस्सा, साइंस एंड टेक्नोलॉजी फैसिलिटीज काउंसिल (STFC) द्वारा संचालित है। केंद्र का प्राथमिक मिशन व्यवसायों और सार्वजनिक क्षेत्र के संगठनों को नवाचार और आर्थिक विकास को बढ़ावा देने के लिए सुपरकंप्यूटिंग, बिग डेटा और कृत्रिम बुद्धिमत्ता की शक्ति का उपयोग करने में मदद करना है।

2012 में स्थापित, हार्ट्री सेंटर का नाम डगलस हार्ट्री के नाम पर रखा गया था, जो एक ब्रिटिश गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी थे, जिन्होंने संख्यात्मक विश्लेषण और प्रारंभिक कंप्यूटिंग में अग्रणी भूमिका निभाई थी। यह सुविधा यूके के सबसे शक्तिशाली सुपरकंप्यूटरों तक पहुंच प्रदान करती है, साथ ही सिमुलेशन, मशीन लर्निंग और डेटा विज्ञान जैसे क्षेत्रों में विशेषज्ञता भी प्रदान करती है। यह शैक्षणिक अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोग के बीच एक सेतु का काम करता है, जो सहयोगी परियोजनाओं, प्रशिक्षण और परामर्श सेवाओं की पेशकश करता है।

इतिहास और विकास

हार्ट्री सेंटर की स्थापना 2012 में यूके सरकार के व्यवसाय, नवाचार और कौशल विभाग से प्रारंभिक धन के साथ की गई थी। इसे कम्प्यूटेशनल विज्ञान में यूके की क्षमताओं को बढ़ाने और विनिर्माण, ऊर्जा और स्वास्थ्य सेवा जैसे क्षेत्रों में HPC के उपयोग को प्रोत्साहित करने के लिए एक राष्ट्रीय रणनीति के हिस्से के रूप में बनाया गया था, जिन्होंने पारंपरिक रूप से इसका दोहन नहीं किया था। यह केंद्र STFC की डेयर्सबरी प्रयोगशाला के साथ सह-स्थित है, जिसका वैज्ञानिक अनुसंधान और कंप्यूटिंग में एक लंबा इतिहास है।

2015 में, केंद्र को यूके सरकार से £37 मिलियन के निवेश के साथ एक महत्वपूर्ण बढ़ावा मिला, जिससे इसकी सुविधाओं का विस्तार हुआ और नई सुपरकंप्यूटिंग हार्डवेयर प्राप्त हुई। इस धनराशि ने IBM POWER8-आधारित प्रणाली की स्थापना को सक्षम किया, जो उस समय यूरोप में सबसे शक्तिशाली में से एक थी। वर्षों से, केंद्र ने Artificial intelligence कार्यभार का समर्थन करने के लिए GPU और अन्य त्वरक को शामिल करते हुए अपने बुनियादी ढांचे को लगातार उन्नत किया है।

तकनीकी क्षमताएं और बुनियादी ढांचा

हार्ट्री सेंटर कई उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग प्रणालियों का संचालन करता है, जिसमें स्काफेल पाइक क्लस्टर शामिल है, जिसे 2021 में स्थापित किया गया था। स्काफेल पाइक AMD EPYC प्रोसेसर और NVIDIA A100 GPU पर आधारित एक लेनोवो प्रणाली है, जो 4 पेटाफ्लॉप से अधिक की चरम प्रदर्शन क्षमता प्रदान करती है। यह इसे यूके में सबसे सक्षम AI-केंद्रित सुपरकंप्यूटरों में से एक बनाता है, जो बड़े पैमाने पर Machine learning और Deep learning कार्यों को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पारंपरिक HPC के अलावा, केंद्र ने क्वांटम कंप्यूटिंग अनुसंधान में निवेश किया है। यह एक क्वांटम टेस्टबेड की मेजबानी करता है और हाइब्रिड शास्त्रीय-क्वांटम एल्गोरिदम का पता लगाने के लिए D-Wave और IBM जैसी कंपनियों के साथ सहयोग करता है। यह सुविधा अपने संसाधनों तक क्लाउड-आधारित पहुंच भी प्रदान करती है, जिससे दूरस्थ उपयोगकर्ता बिना ऑन-साइट उपस्थिति के सिमुलेशन चला सकते हैं और मॉडल प्रशिक्षित कर सकते हैं।

केंद्र के सॉफ्टवेयर स्टैक में TensorFlow, PyTorch और Jupyter नोटबुक जैसे लोकप्रिय फ्रेमवर्क शामिल हैं, साथ ही डेटा विज़ुअलाइज़ेशन और वर्कफ़्लो प्रबंधन के लिए कस्टम टूल भी शामिल हैं। यह कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स और आणविक गतिशीलता से लेकर प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण और कंप्यूटर विज़न तक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है।

अनुसंधान और उद्योग सहयोग

हार्ट्री सेंटर के काम का एक मुख्य पहलू उद्योग के साथ इसका सहयोग है। इसने छोटे और मध्यम आकार के उद्यमों से लेकर बड़े बहुराष्ट्रीय निगमों तक 300 से अधिक कंपनियों के साथ साझेदारी की है। उल्लेखनीय साझेदारियों में सामग्री खोज पर Fujitsu, नेटवर्क अनुकूलन पर Nokia Bell Labs, और क्लाउड इंटरऑपरेबिलिटी पर Amazon Web Services के साथ काम शामिल है। इन परियोजनाओं में अक्सर AI मॉडल सह-विकसित करना शामिल होता है जिन्हें वास्तविक दुनिया की सेटिंग्स में तैनात किया जा सकता है, जैसे विनिर्माण उपकरणों के लिए भविष्य कहनेवाला रखरखाव या दवा खोज पाइपलाइन।

केंद्र सार्वजनिक क्षेत्र की परियोजनाओं में भी शामिल है, जैसे मेट ऑफिस के साथ मौसम पूर्वानुमान मॉडल में सुधार और नेशनल ग्रिड के साथ ऊर्जा ग्रिड का अनुकूलन। यह कार्यशालाओं और हैकाथॉन का एक वार्षिक कार्यक्रम चलाता है, और एक "हार्ट्री इनोवेट" योजना प्रदान करता है जो AI अनुप्रयोगों की खोज करने वाली प्रारंभिक चरण की कंपनियों के लिए धन और तकनीकी सहायता प्रदान करता है।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग फोकस

हाल के वर्षों में, हार्ट्री सेंटर ने Generative AI और Large language model प्रौद्योगिकियों पर तेजी से ध्यान केंद्रित किया है। इसने कानूनी दस्तावेज़ विश्लेषण या चिकित्सा पाठ सारांश जैसे डोमेन-विशिष्ट कार्यों के लिए पूर्व-प्रशिक्षित मॉडल को ठीक करने में विशेषज्ञता विकसित की है। केंद्र के शोधकर्ताओं ने कुशल प्रशिक्षण विधियों पर काम प्रकाशित किया है, जिसमें Model Pruning और Data Augmentation शामिल हैं, और वे मौलिक AI अनुसंधान पर University of Oxford और Carnegie Mellon University जैसे शैक्षणिक समूहों के साथ सहयोग करते हैं।

एक उल्लेखनीय पहल "AI फॉर साइंस" कार्यक्रम है, जो वैज्ञानिक समस्याओं, जैसे प्रोटीन संरचनाओं की भविष्यवाणी या क्वांटम सिस्टम का अनुकरण करने के लिए Machine learning तकनीकों को लागू करता है। केंद्र एक समर्पित AI प्रयोगशाला भी रखता है जो उच्च-स्तरीय वर्कस्टेशन और विशेष हार्डवेयर से सुसज्जित है, जिसमें विभिन्न कार्यभार के लिए विभिन्न आर्किटेक्चर का बेंचमार्क करने के लिए AWS Trainium और Graphcore IPU शामिल हैं।

प्रभाव और भविष्य की दिशाएं

हार्ट्री सेंटर को एक स्वतंत्र आर्थिक प्रभाव मूल्यांकन के अनुसार, अपनी सहयोगी परियोजनाओं के माध्यम से यूके की अर्थव्यवस्था में £1 बिलियन से अधिक का योगदान करने का श्रेय दिया गया है। इसने डिजिटल और उन्नत विनिर्माण क्षेत्रों में हजारों नौकरियां पैदा करने में मदद की है। आगे देखते हुए, केंद्र अपनी क्वांटम कंप्यूटिंग क्षमताओं का विस्तार करने और जलवायु विज्ञान और व्यक्तिगत चिकित्सा के लिए अधिक परिष्कृत AI मॉडल विकसित करने की योजना बना रहा है।

2024 तक, हार्ट्री सेंटर यूके के राष्ट्रीय AI अनुसंधान संसाधन का हिस्सा है, जो देश भर में AI अनुसंधान के लिए कंप्यूटिंग शक्ति प्रदान करने के लिए £300 मिलियन की पहल है। यह भूमिका इसे संयुक्त राज्य अमेरिका में BAIR (Berkeley AI Research) और Stanford AI Lab जैसी अन्य सुविधाओं के साथ, राष्ट्रीय AI पारिस्थितिकी तंत्र में एक प्रमुख खिलाड़ी के रूप में स्थान देती है, हालांकि औद्योगिक अनुप्रयोग और आर्थिक प्रभाव पर एक अलग ध्यान केंद्रित करती है।

केंद्र Transformer (architecture) आर्किटेक्चर और Neural network नवाचारों जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों के अनुकूल, विकसित होता रहता है। अत्याधुनिक अनुसंधान और व्यावहारिक तैनाती के बीच की खाई को पाटने की इसकी प्रतिबद्धता यह सुनिश्चित करती है कि यह यूके के वैज्ञानिक और औद्योगिक समुदायों के लिए एक महत्वपूर्ण संसाधन बना रहे।

प्रशिक्षण और कौशल विकास

अनुसंधान के अलावा, हार्ट्री सेंटर कौशल विकास पर विशेष जोर देता है। यह प्रारंभिक HPC से लेकर उन्नत AI प्रोग्रामिंग तक कई प्रकार के प्रशिक्षण पाठ्यक्रम प्रदान करता है, और अपनी स्थापना के बाद से 10,000 से अधिक पेशेवरों को प्रशिक्षित किया है। केंद्र कई विश्वविद्यालयों के साथ सहयोग में एक पीएचडी कार्यक्रम भी चलाता है, जो छात्रों को औद्योगिक अनुसंधान परियोजनाओं में व्यावहारिक अनुभव प्रदान करता है।

अपनी आउटरीच गतिविधियों के माध्यम से, केंद्र का लक्ष्य कम्प्यूटेशनल वैज्ञानिकों की अगली पीढ़ी को प्रेरित करना है। यह स्कूल यात्राओं, ग्रीष्मकालीन स्कूलों और सार्वजनिक व्याख्यानों की मेजबानी करता है, जिसमें अक्सर रोबोटिक्स और स्वायत्त वाहनों जैसे क्षेत्रों में Machine learning अनुप्रयोगों के प्रदर्शन शामिल होते हैं। यह शैक्षिक मिशन यूके की डिजिटल अर्थव्यवस्था के लिए एक कुशल कार्यबल बनाने के अपने लक्ष्य के लिए केंद्रीय है।