一方面,，曹軍威和他的清華同事有了大展才華的空間,，另一方面,，他們也將面臨更多的挑戰(zhàn)和壓力。

LIGO于2017年8月25日結(jié)束第二次科學(xué)運(yùn)行,，并計(jì)劃于今年七八月間開始第三次科學(xué)運(yùn)行,，這期間的主要工作是升級(jí)探測(cè)器，進(jìn)一步提高靈敏度,?！办`敏度提高了，探測(cè)到引力波的幾率就會(huì)大大增加,。原來(lái)可能一年發(fā)現(xiàn)幾次信號(hào),，將來(lái)可能每月，甚至每天都能發(fā)現(xiàn)信號(hào),，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上這個(gè)節(jié)奏,。”曹軍威說(shuō),。

清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組成員都志輝老師在進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,。 新華社發(fā)圖片由都志輝提供

據(jù)介紹，LIGO科學(xué)合作組織包括上千名科學(xué)家,，其中大約400名負(fù)責(zé)建造和運(yùn)行天文臺(tái),，其余都是從事數(shù)據(jù)處理分析工作的。他們分成多個(gè)組來(lái)處理探測(cè)數(shù)據(jù),，比如引力波暴數(shù)據(jù)分析組（Burst）,、致密雙星并合數(shù)據(jù)分析組（CBC）、連續(xù)波數(shù)據(jù)分析組（CW）以及引力波隨機(jī)背景數(shù)據(jù)分析組（Stochastic）等,。

“清華工作組只承擔(dān)了其中很小一部分,，現(xiàn)在主要參與CBC的加速工作、探索使用計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等,?！辈苘娡f(shuō)。

為了方便大眾了解引力波,，科學(xué)家們每次都會(huì)把LIGO的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換成生動(dòng)直觀的圖像甚至是視頻,，而它們其實(shí)來(lái)源于LIGO探測(cè)器每秒采樣16000次形成的密集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù),，要經(jīng)過(guò)除噪,、比對(duì)等一系列處理，才能供研究引力波之用。

為此,，清華工作組和西澳大學(xué)合作,，建立了一條新型的低延遲引力波數(shù)據(jù)處理流水線：首先，天文臺(tái)將觀測(cè)數(shù)據(jù)打包傳送到數(shù)據(jù)中心,；然后,，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；接下來(lái),，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)與大量引力波數(shù)據(jù)模板進(jìn)行快速并行匹配,，以確定信號(hào)是不是引力波；最后,，發(fā)出預(yù)警,，協(xié)同觀測(cè)。

“以前,，這個(gè)過(guò)程大概需要幾分鐘,。后來(lái)，我們對(duì)濾波算法進(jìn)行了加速,，可以在1秒內(nèi)完成數(shù)據(jù)和上萬(wàn)個(gè)引力波數(shù)據(jù)模板的匹配,，從而把整個(gè)過(guò)程縮短到十幾秒。我們下一步的目標(biāo)是3至5秒,?！蓖谇迦A工作組里的都志輝副教授說(shuō)。

“引力波對(duì)應(yīng)的電磁信號(hào)的發(fā)現(xiàn),，恰恰印證了高性能并行計(jì)算的必要性,。當(dāng)引力波過(guò)來(lái)時(shí)，一些伴隨引力波的電磁信號(hào)間隔時(shí)間可能非常短,，僅僅只有幾秒,，要捕捉這些很快出現(xiàn)又十分短暫的電磁信號(hào)，就必須實(shí)現(xiàn)引力波數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確快速處理,，甚至是‘零延遲’,。”都志輝說(shuō),。

不過(guò),，目前LIGO的數(shù)據(jù)分析還不能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工作組要輪流值班,，人工檢查數(shù)據(jù)產(chǎn)生的觸發(fā),。“我們正在嘗試引入人工智能,，如果成功,，將來(lái)就不需要人來(lái)檢查,，并可以自動(dòng)匹配波形，用更短的時(shí)間處理更多的信號(hào),，并更快地給出結(jié)果,。”曹軍威說(shuō),。

清華工作組在LIGO科學(xué)合作組織中的積累和創(chuàng)新,，將為中國(guó)未來(lái)的引力波探測(cè)項(xiàng)目提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。曹軍威認(rèn)為,，在基礎(chǔ)比較薄弱的科研領(lǐng)域,，中國(guó)應(yīng)該積極參與國(guó)際合作,，培養(yǎng)人才,，積蓄力量。