Трехмерное компьютерное моделирование магнитов в рамках  проектов NICA (ОИЯИ), NUCLOTRON (ОИЯИ) и CBM (GSI). Построение карт магнитного поля в рабочих областях магнита с целью анализа качеств его распределения. 

Оптимизация переносного магнитного устройства, предназначенного для изучения ROT-эффектов в делении тяжёлых атомных ядер.

Реализация гибридного метода FEM-BEM для моделирования сложных магнитных систем ускорителей в среде COMSOL Multiphysics® и его использование для мультифизического моделирования магнитной системы изохронного циклотрона SC230. Развитие методики коррекции среднего магнитного поля изохронного циклотрона на основе решения уравнений движения. Развитие программы CORD (Closed ORbit Dynamics) и её внедрение в библиотеку JINRLIB для анализа карт полей изохронного циклотрона SC230.

Молекулярно-динамическое моделирование структурных изменений металлов и металлических композитов при облучении тяжелыми ионами и альфа-частицами, описание экспериментальных данных.

Численное моделирование фазовых переходов (плавление, испарение и абляция) в материалах при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов.

Численное исследование статистических свойств структур с протяженными нанодефектами. 

Компьютерное моделирование спиновой динамики в спинтронных материалах и разработка методов, управляющих эффектами реверсии спинов. 

Исследование сепарации спина волнистой графеновой структурой.

Исследование и программная реализация методов численного решения жестких систем, описывающих модели спинтроники.

Исследование ядро-ядерных и протон-ядерных взаимодействий в широком диапазоне энергий с использованием микроскопических моделей и различных моделей плотности сталкивающихся ядер. Исследование реакций с участием изотопа ¹⁷F на стабильных мишенях при средних энергиях.

Применение модели дибарионных резонансов для исследования и расчета характеристик лёгких ядер с A=6, включая двухпротонный распад ⁶Ве.

Оценка линии ядерной стабильности для нейтронно-избыточных ядер.

Исследование пространственно-локализованных периодических и квазипериодических по времени решений в моделях типа phi-4 на основе сформулированных конечномерных редукций для связанного состояния Уобблера и Бризера в одномерном случае и для трехмерного осциллона.

Аналитическое и численное исследование роли спинорного поля в образовании черных дыр и эволюции Вселенной. 

Развитие, реализация и применение методов расчета первичных сечений смещения атомов быстрыми электронами в твердых телах.

Модернизация программного обеспечения, разрабатываемого для исследования свойств новых материалов и наносистем, с использованием современных методов нейтронографии.

Распространение метода базисных элементов (МБЭ) на решение жестких задач и его использование для решения прикладных задач, в том числе для обработки и анализа нейтронных шумов реактора ИБР-2М и аппроксимации зависимости энергетических потерь заряженных частиц в ионизационной камере (эксперимент STAR). 

Разработка байесовских автоматических адаптивных квадратурных алгоритмов высокой точности.

Модификация байесовского метода выбора наилучших модельных параметров ядерной материи при анализе последних существующих и планируемых открытий астрофизических явлений компактных звезд с помощью многоканальной астрономии.

Численное исследование кварк-адронного фазового перехода в энергетическом диапазоне коллайдера NICA. 

Развитие феноменологических моделей адрон-адронных взаимодействий пакета Geant4 для области энергий, в которой не работает пертурбативная КХД, и их применение для расчетов экспериментальных условий экспериментов ОИЯИ, GSI, ЦЕРНа с адронными и ядерными пучками.

Создание объединенного генератора ядро-ядерных столкновений DCM-QGSM-SMM с дальнейшей модификацией путем включения рождения тяжелых резонансов, дилептонов и гиперфрагментов. Массовая генерация ядро-ядерных столкновений для экспериментов BM@N и MPD.

Оптимизация, разработка и рефакторинг программного обеспечения для детектора MPD.

Разработка алгоритмов юстировки время-проекционной камеры TPC детектора MPD с учетом накапливающегося пространственного заряда.

Разработка структуры, программного обеспечения и действующего макета квантового интеллектуального регулятора расхода азота и гелия для сверхпроводящего магнита с учётом возможных режимов работы, в том числе в условиях различных нештатных ситуаций.

Разработка интеллектуальной системы управления режимами ВЧ-станций Нуклотрона ускорительного комплекса NICA с применением квантовых мягких вычислений.

Завершение разработки и развития информационных систем геометрической и конфигурационной баз данных, а также базы данных метаданных физических событий для экспериментов NICA.

Разработка алгоритмов реконструкции событий, реалистичного моделирования откликов и детализированной ROOT-геометрии для конфигурации центральных трековых детекторов эксперимента BM@N в 2022 году.

Разработка и имплементация алгоритмов моделирования и реконструкции данных в трековых детекторах эксперимента BM@N для подготовки и проведения физического сеанса в 2022 году.

Разработка программного обеспечения системы сбора данных для проекта Baikal-GVD.

Монте-Карло моделирование  прототипа ОЛВЭ-HERO  в рамках фреймворка FAIRRoot и Geant4. Изучение систематических ошибок и влияния геометрии эксперимента на результаты.

Проверка корректности разработанных алгоритмов построения распределений направлений прилёта космических лучей при обработке данных эксперимента НУКЛОН, полученных при различных режимах полёта космического аппарата.

Разработка нестандартных методов статистического анализа редких событий в экспериментах со сверхтяжелыми ядрами.

Программная поддержка эксперимента ATLAS: дальнейшее развитие ATLAS Event Picking Service, сопровождение системы мониторинга ATLAS EventIndex; разработка и развитие информационной системы  CREST, программного обеспечения конверсии ATLAS ConditionDB данных из COOL API в CREST; развитие оперативного мониторинга ATLAS TDAQ системы на базе новых версий GRAFANA.

Совершенствование методов реконструкции траекторий заряженных частиц и проведение расчетов эффективности и разрешения катодно-стриповых камер с обновленной электроникой в эксперименте CMS.

Тестирование, отладка в соответствии с требованиями пользователей и ввод в эксплуатацию геометрической базы данных для эксперимента CBM. Разработка концепции базы данных для отбора полезных событий.

Решение задачи сегментации изображений на базе алгоритмов глубокого обучения для морфологических исследований в радиационной биологии. Применение нейросетевого подхода и методов компьютерного зрения для задач анализа данных радиобиологических исследований.

Создание компьютерного пакета для расчета фазовой диаграммы КХД на платформе HybriLIT.

Дальнейшая разработка эффективных масштабируемых алгоритмов глубокого обучения локального и глобального типов для реконструкции множественных треков и вершин событий в экспериментах по физике высоких энергий, связанных с MPD, BM@N, BES-III, SPD и CBM.

Применение методов машинного обучения для распознавания и анализа свойств тонких структур в массовом распределении продуктов ядерных реакций в экспериментах с трансурановыми элементами. 

Повышение эффективности применяемых алгоритмов глубокого обучения для задач прогнозирования состояния окружающей среды и выявления заболеваний растений; разработка новых методов статистического анализа на основе временных рядов для мониторинга загрязнения воздуха; расширение областей прогнозирования до новых регионов России, Европы и Азии. 

Адаптация распределённой CPU-GPU памяти платформы HybriLIT в среде COMSOL Multiphysics® для ускорения процесса вычислений.

Исследование структуры и свойств полидисперсных везикулярных систем в рамках модели разделенных форм-факторов: параллельная оптимизация подгонки параметров модели к экспериментальным данным малоуглового рассеяния.

Развитие методов и комплексов программ для высокопроизводительного численного исследования сложных процессов в многопараметрических моделях ядерной физики и физики конденсированных состояний.

Разработка, оптимизация и реализация новых параллельных версий алгоритмов и программ для молекулярно-динамического моделирования на платформе HybriLIT.

Моделирование эволюции жидких кристаллов под действием ориентирующих сил при помощи программных пакетов молекулярной динамики на современных графических системах.

Разработка параллельной версии программы FITTER, предназначенной для изучения надмолекулярной структуры и функциональных характеристик биологических наносистем и полимерных наноматериалов.

Разработка высоко масштабируемых параллельных алгоритмов и программ для решения нелинейных задач магнитостатики с помощью конечно-элементного разрывного hp-метода.

Разработка параллельных алгоритмов и программ  для исследования свойств ядерной материи в соударениях тяжелых ионов и недрах компактных звезд.

Разработка и применение новых вычислительных методов для решения основных проблем релятивистской квантовой химии и физики, в частности, при исследовании электронной структуры и спектроскопических свойств тяжелых атомов и молекул.

Развитие и численная реализация метода комптоновской импульсной спектроскопии легких атомов и молекул.

Развитие программно-аппаратного комплекса сбора, хранения и анализа Больших данных для решения сервисных и прикладных задач (мониторинг и безопасность вычислительных систем, физические и инженерные приложения).

Развитие прототипа системы интеллектуального мониторинга функционирования и безопасности распределенных вычислительных систем на базе технологий Больших данных и методов машинного обучения.

Применение методов, алгоритмов и платформ Больших данных к решению  актуальных прикладных задач, в том числе анализу различных показателей деятельности ОИЯИ и автоматизированной интеллектуальной обработке текстов научных публикаций.

Развитие квантовых алгоритмов моделирования электронных оболочек атомов сверхтяжелых элементов. Развитие алгоритмов на базе квантовых нейронных сетей для решения уравнений математической физики.

Квантовая обработка информации в сетях искусственного интеллекта  с долговременной и короткой памятью активных узлов.

Разработка квантовых и классических схем и алгоритмов, основанных на методе тензорных сетей, для моделирования фазовых переходов в квантовой хромодинамике при ненулевой температуре и конечной барионной плотности.

Изучение взаимосвязи отрицательности функции Вигнера  и неклассичности состояний конечномерных квантовых систем.

Разработка конструктивных моделей для исследования декомпозиции квантовых систем на подсистемы и изучения квантовых корреляций внутри многокомпонентных систем.

Разработка и реализация grid-версии алгоритма вычисления базисов Грёбнера и инволютивных базисов алгебраических нелинейных полиномиальных систем.

Разработка конечно-элементных схем с интерполяционными полиномами Эрмита для решения краевых задач для систем обыкновенных дифференциальных уравнений.