Supercomputer e intelligenza artificiale: la ricerca dell'UniCal punta alla fisica del futuro

RENDE - L'Università della Calabria si conferma ai vertici della ricerca internazionale aggiudicandosi il finanziamento del progetto PLASMA-PEPSC 2 (Plasma Physics Exascale and Post-Exascale Community Centre of Excellence) nell'ambito del prestigioso bando europeo HORIZON-JU-EUROHPC-2026-COE-LH-01. Con un budget complessivo di 8 milioni di euro per i primi tre anni, di cui oltre mezzo milione destinato all'Ateneo di Arcavacata, la proposta ha superato la severissima selezione della Commissione Europea ottenendo un eccezionale punteggio di 14.5 su 15. Il prestigio di questo traguardo è confermato dai numeri della call europea, che ha finanziato soltanto 10 poli d'eccellenza in tutta Europa.

Il progetto istituirà un Centro di Eccellenza Europeo volto a unificare e potenziare la fisica computazionale dei plasmi. Guidato dal rinomato KTH (Royal Institute of Technology) di Stoccolma, il consorzio unisce 17 partner di altissimo profilo provenienti da 11 Paesi, tra cui colossi del supercalcolo come il BSC in Spagna o il CINECA in Italia, prestigiosi enti di ricerca e realtà industriali avanzate.

All'interno di questo consorzio continentale, la compagine dell’Università della Calabria riveste un ruolo di primo piano, assumendo la leadership strategica del Work Package 4 e coordinando a livello internazionale la sezione dedicata alla simulazione dei plasmi spaziali. Il gruppo è guidato dal Prof. Francesco Valentini, Direttore del Dipartimento di Fisica, e dal Prof. Domenico Talia del Dipartimento di Ingegneria Informatica, Modellistica, Elettronica e Sistemistica (DIMES). Una scelta che testimonia una profonda sinergia interdisciplinare all'interno dell'Ateneo e che vede coinvolti in prima linea, al fianco di Valentini e Talia, i professori Paolo Trunfio, Fabrizio Marozzo e Donato D'Ambrosio, afferenti al DIMES e al Dipartimento di Matematica e Informatica, rispettivamente.

Il plasma, un gas di particelle elettricamente cariche che costituisce oltre il 99% della materia dell'universo visibile, è al centro di tre pilastri su cui si fonda PLASMA-PEPSC 2. Il primo pilastro riguarda la fusione a confinamento magnetico, colonna portante per lo sviluppo dei futuri reattori nucleari a fusione per la produzione di energia pulita e inesauribile. Il secondo si concentra sui plasmi generati da laser ad altissima potenza, cruciali per progettare acceleratori di particelle compatti con rivoluzionarie applicazioni in medicina e nell'industria. Il terzo pilastro è dedicato ai plasmi spaziali e allo Space Weather, ovvero lo studio della meteorologia spaziale per comprendere come il vento solare interagisce con lo scudo magnetico terrestre. In questo filone, i codici sviluppati all'UniCal forniranno anche un prezioso supporto all'interpretazione dei dati di future missioni dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), come Plasma Observatory.

Per affrontare queste tre grandi sfide della fisica moderna, la ricerca classica non basta più, in quanto occorre spingere i software oltre i limiti attuali per farli girare sui nuovi supercomputer europei di classe exascale, macchine straordinarie capaci di eseguire un miliardo di miliardi di calcoli al secondo. È qui che la sinergia tra i fisici e gli informatici dell'UniCal diventa l'arma vincente per superare tre complesse sfide tecnologiche. La prima consiste nell'integrazione dell'Intelligenza Artificiale nei flussi di calcolo, tramite l'introduzione di tecniche di machine learning e di IA generativa nei processi di simulazione dei plasmi spaziali. La seconda sfida riguarda la gestione dei Big Data e l'efficienza di I/O (Input/Output), che permetterà di collezionare ed elaborare grandi dataset scientifici con tecniche di data analysis parallele, riducendo i tempi di accesso e scrittura. Infine, la terza sfida è orientata all'efficienza energetica degli algoritmi, attraverso lo studio di modelli scalabili per l’analisi di dati scientifici che abbiano un tasso di consumo energetico ridotto rispetto agli algoritmi attualmente impiegati.

Questo successo certifica l'eccellenza assoluta e la capacità attrattiva del nostro Ateneo, dichiarano congiuntamente i professori Francesco Valentini e Domenico Talia. PLASMA-PEPSC 2 è uno dei progetti cruciali per l'indipendenza tecnologica e scientifica dell'Europa, perché fornisce strumenti computazionali avanzati per affrontare sfide epocali, dalla fusione nucleare allo spazio. Essere protagonisti in questo consorzio dimostra il valore inestimabile delle sinergie interne all'UniCal: solo unendo le profonde competenze dei fisici nel campo della fisica dei plasmi con l'eccellenza dei nostri informatici e ingegneri nel campo dei Big Data, dell'Intelligenza Artificiale e del calcolo parallelo, è possibile sfruttare al meglio i supercomputer più potenti del mondo. Si tratta di una vittoria della interdisciplinarità che proietta il nostro campus nel futuro e che avrà ricadute dirette e di altissimo livello sulla formazione dei nostri studenti e sulla crescita dei giovani ricercatori.