Математическое моделирование остается единственным средством получить последовательную, системно согласованную количественную оценку последствий от реализации тех или иных вариантов экономической политики страны. Наблюдается некоторое «размывание» национального и особенно отраслевого уровня координации экономических процессов: наиболее важные процессы в российской экономике сейчас протекают на уровне регионов и крупных корпораций в русле глобальных тенденций. Поэтому акценты в моделях будут смещаться на описание регионов и многопрофильных корпораций во взаимодействии с мировой экономикой.
Методы теоретической информатики и дискретной математики широко ис-пользуются при разработке моделей реальных процессов в естественных науках. При этом одним из существенных результатов бурного развития информационных технологий является формирование различного рода хранилищ и баз данных.
Один из главных видов использования информации состоит в поддержке принятия решений. Основная особенность опережающего по отношению
к зарубежному уровня соответствующих национальных исследований состоит в том, что алгебраические и логические конструкции позволяют регулярным образом строить высокоэффективные алгоритмы не в рамках эвристических информационных моделей, а на их основе.
Проводятся активные разработки в области интеллектуального анализа данных и распознавания образов, которые будут неотъемлемой составляющей новых поисковых систем.
В сфере системного программирования (параллельного и распределенного программирования) разработана среда параллельного программирования ParJava, включающая набор инструментов, позволяющий перенести большую часть разработки параллельной программы на инструментальный компьютер. Разработаны общие принципы построения инструментальных систем для изучения и визуализации тонкой структуры программ на основе широкого спектра графовых моделей. Разработана DVM-система, поддерживающая создание переносимых и эффективных приложений на языках C-DVM и Fortran-DVM
для параллельных вычислительных систем с различной архитектурой. Продолжается разработка языка Норма, позволяющего исключить фазу программирования при переходе от расчетных формул к программе. Выполняются различные проекты по разработке сложных научных и прикладных моделей природных явлений и технических устройств; языков, систем и технологий параллельного программирования; моделей вычислений и новейших архитектур вычислителей.
Создается общероссийская информационно-вычислительная система (пространство) в интересах науки, образования, разработки и развития высокотехнологических производств. Будет создана распределенная сеть суперкомпьютерных центров и центров обработки и хранения информационных ресурсов, объединенная скоростными телекоммуникационными каналами. Проводятся исследования и разработки технологий контроля качества и создания корректного программного обеспечения.
Разрабатываются инфраструктура системы планирования команд и отдельные оптимизирующие фазы для открытого компилятора Gcc. Разработана инновационная универсальная технология оптимизирующей компиляции. Выполняются исследования и разработки по системам обнаружения дефектов на уровне исходного кода.
Сохраняются традиционно сильные позиции отечественных производителей антивирусов. Этот товар пользуется спросом не только на внутреннем, но и на внешних рынках. Компании же, производящие средства шифрования и ЭЦП, работают только на внутренний рынок, сертифицируя производимую продукцию в соответствии с российскими стандартами.
В области управления данными широко изучаются: управление XML-данными, технологии Semantic Web, средства обеспечения семантической интероперабельности информационных ресурсов.
С учетом вышеизложенного в области математических наук Россия сохраняет свои ведущие мировые позиции.
В ядерной физике в 2008 г. ожидался прорыв в понимании свойств материи на фундаментальном уровне после ввода в строй в Европейском центре ядерных исследований ускорителя со встречными пучками протонов – Большом адронном коллайдере (LHC-БАК). Реализация проекта идет на основе широкой международной кооперации; в создании LHC-БАК и подготовке экспериментов участвуют большие коллективы российских физиков.
Крупнейшими событиями последнего времени в физике микро- и макромира стало обнаружение взаимопревращений нейтрино различных типов и открытие астрономическими методами существования «темной материи» неизвестной пока природы. На повестке дня стоят задачи всестороннего определения свойств нейтрино и прямой регистрации частиц «темной материи». Российские ученые активно участвуют в их решении. Для этого в интересах нейтринной астрофизики развиваются расположенные в стране подземные и глубоководные лаборатории и соответствующие комплексы.
Важным результатом последних лет, полученным при участии российских физиков, стало обнаружение и исследование нового класса эффектов, связанных с различием между материей и антиматерией. Лидирующие позиции в области физики атомного ядра – синтезе и исследовании сверхтяжелых элементов, а также более легких экзотических ядер – занимает Объединенный институт ядерных исследований, расположенный в г. Дубна.
Исследование свойств ядерного вещества при экстремальных плотностях энергии, создание и изучение нового состояния ядерной среды – кварк-глюонной плазмы - связано с экспериментами на пучках тяжелых ядер на ядерном коллайдере RHIC (США), в которых заметную роль играют российские физики. Значительные успехи достигнуты и российскими специалистами в области методов получения ускоренных пучков заряженных частиц и детекторных технологий, нашедших свое применение в других областях науки, медицине и наукоемких технологиях.
Особенностями фундаментальной ядерной физики являются межведомственный характер исследований, индустриальный масштаб экспериментальных установок, а также привлечение к их созданию наиболее высокотехнологичных отраслей промышленности. Ключевые проекты в данной области имеют уровень мегапроектов и требуют целенаправленной поддержки со стороны государства.
В сфере астрономии и исследований космического пространства актуальными проблемами являются вопросы происхождения, строения и эволюции Вселенной, выяснение природы «темной материи» и «темной энергии»; исследования Луны и планет, Солнца и солнечно-земных связей; изучения экзопланет. Прогресс в этой сфере обусловлен глобализацией астрономической инструментальной базы: созданием в международной кооперации крупных наземных и космических телескопов и многоэлементных интерферометров. Для отечественной астрономии крайне важно участие в международных проектах – как в действующих, так и в проектах по созданию астрономических инструментов нового поколения.
Следует заметить, что российскими астрофизиками в международной кооперации уже получен ряд фундаментальных результатов мирового класса. А в настоящее время наметились положительные тенденции в развитии национальной программы фундаментальных космических исследований. Кроме этого ведется активная работа по подготовке новых проектов и экспериментов на космических аппаратах.
Актуальные проблемы физики конденсированных сред решаются в рамках физики наноструктур, мезоскопики, спинтроники и изучения сверхпроводимости. Развитие этих работ привело к открытию новых свойств материалов и структур, обусловленных их малыми размерами, которые сравнимы с размерами атомов или молекул. Изучение физических свойств таких объектов позволяет создавать новую электронную и электронно-оптическую элементную базу, разрабатывать высокоэффективные полупроводниковые светодиоды и лазеры, преобразователи световой энергии в электрический ток, высокочувствительные фотоприемники и приборы ночного ИК видения. Качественный скачок в создании больших интегральных схем ожидается с освоением литографических методов с использованием излучения экстремального ультрафиолетового диапазона.
В перечисленных областях, включая развитие нанотехнологий, фундаментальные исследования российских физиков находятся на передовом уровне. Однако степень востребованности отечественной промышленностью получаемых результатов, ориентированных на высокотехнологические индустриальные применения, нельзя признать адекватной требованиям времени.
Важнейшими задачами современной оптики и лазерной физики являются: достижение теоретически возможных концентраций энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне, а также освоение новых диапазонов спектра. Так, создание источников сверхсильных оптических полей петаваттного (1015 Вт) уровня мощности и с интенсивностями на уровне 1022 Вт/см2 открывает новые возможности как для фундаментальных, так и прикладных исследований экстремального состояния вещества. В частности, это необходимо для инициирования лабораторного моделирования процессов в ядерных и термоядерных реакциях, создания компактных источников высокоэнергичных заряженных частиц и жесткого электромагнитного излучения, в том числе, для адронной терапии раковых заболеваний и т.п. Лидирующие позиции в этой области занимают США, Франция и Япония. Исторически высокий уровень российской науки в этой сфере составляет основу для участия в международных проектах по созданию уникальных исследовательских комплексов. В сфере спектроскопии сверхвысокого разрешения, успешно решаются задачи разработки стандартов частоты и времени, в том числе, для системы «ГЛОНАСС». Фундаментальные результаты в области лазерной физики являются основой для разработки новейших лазерных и оптических технологий в промышленности, медицине и других областях.