Superračunalniki spodbujajo sodobno znanost, od napovedovanja podnebnih sprememb do razvoja novih zdravil. Evropa in Japonska si prizadevata, da bi bili skupaj še močnejši in zanesljivejši.
Vstop v superračunalniško infrastrukturo je običajno izjemna izkušnja. Ti veliki stroji vsebujejo več sto tisoč procesorjev, ki sodelujejo pri izračunih, daleč zunaj dosega običajnih računalnikov. Porabijo izjemno veliko energije, ustvarjajo izrazito toploto in so pogosto zelo hrupni. A ko je France Boillod-Cerneux iz francoskega komisariata za atomsko energijo in alternativne energije (CEA) obiskala superračunalnik Fugaku v Kobeju na Japonskem, jo je presenetila tišina. »V računalniški sobi je bilo mogoče slišati samega sebe,« je dejala. »To je bilo neverjetno in tako nenavadno v primerjavi s tem, česar sem navajena.«
Sinergije med EU in Japonsko
France Boillod-Cerneux od leta 2024 sodeluje z raziskovalci po vsej Evropi in na Japonskem v okviru projekta Hanami, triletnega raziskovalnega projekta za reševanje nekaterih največjih izzivov na področju visokozmogljivostnega računalništva, znanega tudi kot superračunalništvo, ki ga financira EU. »Danes na nekaterih področjih, kot je umetna inteligenca, prevladujejo Američani. Evropa in Japonska si prizadevata skupaj zgraditi svoj ekosistem, da bi ponudili alternativo,« je poudarila.
To je povezano s širšimi evropskimi prizadevanji za krepitev tehnološke suverenosti na področju superračunalništva in umetne inteligence. EU in sodelujoče države prek Skupnega podjetja za evropsko visokozmogljivostno računalništvo vlagajo milijarde evrov v novo generacijo superračunalnikov in infrastrukture umetne inteligence po vsej Evropi.
Mejnik v teh prizadevanjih je bila tudi uvedba superračunalnika Jupiter v Raziskovalnem centru Jülich v Nemčiji, ki je prav tako partner projekta Hanami. Jupiter je prvi evropski superračunalnik, ki dosega zmogljivost na eksaravni – izvaja več kot trilijon izračunov na sekundo. Superračunalniki se uporabljajo za znanstvene simulacije, ki so prezapletene za običajne računalnike. Med pandemijo so na primer raziskovalcem pomagali modelirati virus in testirati ogromno število potencialnih spojin zdravil. Uporabljajo se tudi za simulacijo podnebja na Zemlji, napovedovanje ekstremnih vremenskih dogodkov in preučevanje novih materialov.
»Japonska in Evropa sta si zelo podobni na področju raziskav visokozmogljivostnega računalništva,« je dejal Kengo Nakadžima, namestnik direktorja centra Riken za računalniško znanost v Kobeju in profesor na Univerzi v Tokiu. »Obe imata dolgo tradicijo na področju podnebnih raziskav in superračunalništva. Zaradi dolgoletnega sodelovanja se lahko veliko naučimo drug od drugega.«
Krepitev zaupanja v simulacije
Podnebno modeliranje je eno glavnih področij sodelovanja. Raziskovalci upajo, da bodo vse bolj izpopolnjene simulacije znanstvenikom in oblikovalcem politik pomagale bolje razumeti prihodnje vplive podnebnih sprememb.
Da pa bi bili superračunalniki koristni, morajo znanstveniki zaupati doseženim rezultatom. »Pregledujemo ponovljivost rezultatov,« je pojasnila France Boillod-Cerneux. »Zagotoviti moramo namreč, da so rezultati dosledni, tudi če so ustvarjeni na različnih superračunalnikih.«
Konec leta 2025 sta evropska komisija in Japonska zaključili pogajanja o pridružitvi Japonske programu Obzorje Evropa. FOTO: Yuichi Yamazaki/Afp
V nasprotju z običajnimi računalniki so superračunalniki visoko specializirani sistemi, ki pogosto uporabljajo različno strojno in programsko opremo. Zagotavljanje, da znanstveni rezultati ostanejo točni in primerljivi med različnimi stroji, je zato velik izziv. »Strojna oprema je morda impresivna, vendar se veliko našega dela nanaša na programsko opremo,« je dejala. »Gre za optimizacijo znanstvenih aplikacij, da bodo lahko učinkovito delovale na teh zelo zapletenih sistemih.« Ko sistemi postajajo večji in kompleksnejši, je skrb, da rezultati ostanejo ponovljivi in zaupanja vredni na različnih računalniških platformah, vse bolj pomembna.
V okviru sodelovanja se preučujejo tudi medicinske aplikacije. Ena raziskovalna skupina je na primer modelirala pretok zraka in gibanje tekočine v človeškem nosu. Te simulacije bi lahko kirurgom pomagale, da se bolje pripravijo na posege nosu in sinusov, ter zmanjšale možnost zapletov pri bolnikih.
Superračunalništvo v dobi umetne inteligence
Vedno večji pomen umetne inteligence spreminja tudi svet superračunalništva. Umetnointeligenčni sistemi so pri učenju in obdelavi velikanskih količin podatkov, potrebnih za delovanje, močno odvisni od superračunalnikov. »Umetna inteligenca je naše delo naredila veliko bolj oprijemljivo za javnost. Ljudje vse pogosteje uporabljajo umetno inteligenco v vsakdanjem življenju, superračunalniki pa zagotavljajo velik del računalniške zmogljivosti, na kateri ta temelji,« je poudarila raziskovalka.
Raziskovalci uporabljajo umetno inteligenco za analizo ogromnih naborov podatkov, prepoznavanje skritih vzorcev in pospeševanje simulacij, kar bi prej trajalo veliko dlje. To novo področje, pogosto imenovano umetna inteligenca v znanosti, postaja vse pomembnejša strateška prednostna naloga v Evropi.
Evropska komisija je oktobra 2025 predstavila evropsko strategijo za umetno inteligenco v znanosti, katere cilj je raziskovalcem pomagati pri odgovornem vključevanju umetne inteligence v znanstveno delo. Hkrati je hitra rast umetne inteligence okrepila svetovno konkurenco pri dostopu do naprednih računalniških čipov in infrastrukture. To ni bistveno le za umetnointeligenčne sisteme, temveč tudi za znanstvene simulacije naslednje generacije.
Za raziskovalce v projektu Hanami je sodelovanje med Evropo in Japonsko delno namenjeno krepitvi dolgoročne znanstvene in tehnološke odpornosti. »Hitra rast umetne inteligence spreminja trg visokozmogljivih računalniških čipov,« je dodala France Boillod-Cerneux. »Prepričana sem, da lahko Evropa in Japonska razvijeta lastni ekosistem čipov in programske opreme. Evropa ima talente in strokovno znanje za ohranjanje neodvisnosti, vendar bo za to potreben čas. Partnerstva z državami, kot je Japonska, so ključnega pomena.«
Nakadžima meni, da bi se lahko naslednja faza sodelovanja vse bolj osredotočala na znanstvena odkritja, ki temeljijo na umetni inteligenci. »Menim, da bi se moral naslednji korak našega sodelovanja z Evropo bolj osredotočiti na umetno inteligenco v znanosti. Združiti moramo svoje strokovno znanje, da si bomo lahko prizadevali za napredek.«
——————–
Raziskave, omenjene v članku, so bile financirane iz programa EU Obzorje. Članek je bil prvotno objavljen v reviji o raziskavah in inovacijah EU Horizon.