¿Para qué sirve el Mare Nostrum 5, el superordenador de Barcelona?

¿Imaginas una máquina que sirva para investigar sobre el cambio climático, la vacuna contra la Covid o la evolución de la pobreza? Ya existe, y en Barcelona hay una. Se trata del superordenador MareNostrum 4, que el próximo año tendrá un sucesor 25 veces más potente, el MareNostrum 5.

El nuevo superordenador será uno de los tres más importantes de Europa, capaz de hacer cálculos que su predecesor tardaría siglos en realizar. Concretamente, tendrá una potencia pico de 200 Petaflops, lo que significa que podrá efectuar 200.000 billones de operaciones por segundo.

Este modelo ocupará una superficie de 800 metros cuadrados y, al igual que el anterior, se ubicará en el centro de investigación Barcelona Supercomputing Center (BSC), dentro del Campus Nord de la UPC. Si todo va según lo previsto comenzará a funcionar a partir del próximo verano.

La infraestuctura cuenta con un presupuesto de unos 220 millones de euros, cofinanciados por la Comisión Europea, el Gobierno español, la Generalitat y los estados que han apoyado la candidatura: Portugal, Turquía y Croacia.

¿Pero, para qué sirve exactamente un ordenador de estas características? Para dar respuesta a esta pregunta, primero es necesario entender qué es un superordenador.

QUÉ ES UN SUPERORDENADOR

“No es más que muchas computadoras trabajando conjuntamente gracias a que están conectadas por una red de alta velocidad”. Así lo define Josep M. Martorell, director asociado del BSC. “Cuantas más computadoras trabajan paralelamente, más rápido avanzan sus cálculos”, explica a este medio.

Hay que imaginarse el supercomputador como un instrumento científico como puede serlo un telescopio. Es decir, como una herramienta útil para que los científicos hagan su trabajo. Pero en este caso, en lugar de permitir realizar experimentos en un laboratorio, la herramienta permite simularlos computacionalmente, ahorrando tiempo, recursos y riesgos innecesarios.

APLICACIONES PRÁCTICAS

Además, mientras que un instrumento como el telescopio se utiliza en un solo campo como es la astrofísica, la supercomputación es aplicable a prácticamente todas las áreas de conocimiento. Para hacerse una idea, en un mismo proyecto del BSC pueden trabajar conjuntamente desde informáticos, matemáticos o físicos, hasta sociólogos o economistas, entre muchos otros perfiles. De hecho, el centro cuenta incluso con una filósofa para lidiar con los dilemas éticos que puedan darse.

Actualmente el equipo del BSC está formado por más de 600 investigadores, pero cualquier investigador europeo al que se le haya aprobado un proyecto puede conectarse al Mare Nostrum a través del internet académico. Esto, llevado a la práctica, implica que expertos de todo el mundo pueden buscar soluciones concretas para los grandes retos que plantea el futuro.

Cuesta imaginar de qué manera una máquina puede resolver algunos de los problemas más importantes de la humanidad. Pero basta algún ejemplo para comprenderlo.

EVOLUCIÓN DE LA POBREZA

“Hay economistas y sociólogos que estudian cómo evoluciona la pobreza en ciertas áreas del mundo a partir de imágenes de satélite donde ven cuántas luces abiertas hay por la noche en una ciudad determinada”, cuenta Josep M. Martorell. “Para analizar esos datos se necesita una potencia de cálculo muy fuerte que un economista jamás tendría a su alcance, y aquí es donde entra la supercomputadora”, afirma.

PREDICCÓN MEDIOAMBIENTAL

En la misma línea, Francisco Doblas, director del Departamento de Ciencias de la Tierra del BSC, explica que las simulaciones que realizan no se podrían llevar a cabo sin un ordenador de estas características.

Su departamento se encarga de la predicción medioambiental. Introducen datos sobre diferentes variantes climáticas de todo el planeta en un programa, y tras analizarlos, el computador es capaz de predecir cómo evolucionará el clima los próximos años. Una información que resulta muy útil para ciertos sectores como la agricultura.

De hecho, los responsables de la Política Agraria Común de la UE trabajan con estas predicciones climáticas que hasta hace poco no tenían. “Esta información les sirve, por ejemplo, para estimar cuáles son los riesgos de asignar subvenciones a determinados cultivos, en función de la previsión meteorológica”, explica Doblas. “Es importante entender que los experimentos que hacemos tienen una utilidad y un fin de servicio”, remarca.

COVID-19

Esto se ha visto claramente con la llegada de la Covid-19. Durante la primera ola del coronavirus el BSC desarrolló un sistema que se está aplicando en muchos hospitales y que predice cuántas camas se necesitarán los próximos días. En la misma línea, trabaja conjuntamente con el Hospital Clínic para desarrollar sistemas de inteligencia artificial capaces de predecir si un enfermo que ingresa tendrá complicaciones y de qué tipo serán.

Asimismo, está colaborando con el desarrollo de la vacuna. “En las fases iniciales de investigación de una vacuna pueden hacerse muchas simulaciones numéricas para descartar aquellos caminos que no funcionan, y así acelerar el proceso de investigación”, explica Josep M. Martorell a Metrópoli Abierta. 

¿PARA QUÉ UN MODELO SUPERIOR?

Todos estos proyectos ya se están desarrollando, por lo que cabe preguntarse por qué se invertirá tanto dinero en un modelo superior al MareNostrum 4. La explicación es sencilla. Europa pretende ponerse a la altura de los líderes en esta tecnología: Estados Unidos, China y Japón.

“La Comisión Europea se ha dado cuenta de que estos países están invirtiendo muchísimo en esta tecnología y que eso les garantiza un liderazgo científico a nivel mundial. En consecuencia, si quiere jugar la misma liga, debe idear una estrategia conjunta que le permita ponerse al nivel”, explica Martorell.

Es por ello que la Comisión Europea no solo invertirá en el MareNostrum 5 de Barcelona, sino también en otros dos supercomputadores que se ubicarán en Italia y Finlandia. Los tres superordenadores se complementarán entre sí, y con su llegada, Europa dispondrá de herramientas de las que ahora carece.

Una de las grandes esperanzas es la energía de fusión nuclear. “Para avanzar en la investigación se necesitan computadoras con una potencia de cálculo que ahora mismo no tenemos”, señala Martorell, que está convencido de que si se consiguiera producir comercialmente, resolvería nuestro problema de dependencia energética en el futuro.

En ese sentido, el director asociado del BSC se muestra muy satisfecho con la implicación de las instituciones en este proyecto, porque considera imposible estar en la vanguardia de la ciencia sin su apoyo.