MareNostrum, la 'madre' de la que nacerán nuestros gemelos virtuales

Poco imaginaban que aquellos muros, arcos y vidrieras de imitación románica acabarían siglo y medio después desacralizados, si bien por una buena causa: albergar una máquina capaz de contener todo el saber de la época, realizar los cálculos de sus extensas propiedades en un parpadeo o generar un doble de la Tierra que podría vaticinar la deriva del mundo (renombrado como 'cambio climático'), incluso el Apocalipsis. Porque la ahora conocida como Torre Girona ha sido el hogar durante años de MareNostrum 4, uno de los ordenadores más potentes del mundo capaz de realizar en segundos tareas que a nuestros sobremesa les costaría años.

«MareNostrum 4 es, de momento, el superordenador más potente del país. Esta máquina ha dado servicio tanto a la investigación pública como a la privada en campos tan diversos como la cosmología, el cambio climático, las ciencias de la vida o los desarrollos en ingeniería», explica frente a la cristalera que lo alberga Francisco Doblas, director del departamento de Ciencias de la Tierra del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), del que depende MareNostrum.

Detrás, las luces parpadean dentro de las diferentes torres o armarios (llamadas racks), que albergan los nodos, que son algo así como ordenadores independientes trabajando juntos, lo que otorga sus 'superpoderes' a esta clase de ordenadores. La primera versión, que se inauguró en 2004, fue el ordenador más potente de Europa en su época. Sin embargo, los tiempos pasan para todos, incluidas las supercomputadoras, que en cuestión de años se quedan obsoletas.

Lo mismo ha ocurrido con MareNostrum 4, que pese a contar con una potencia máxima de 13 petaflops (los petaflop miden el poder de los superordenadores y uno equivale, de forma simplificada, a mil billones de operaciones por segundo), dará el relevo próximamente su quinta versión, veinte veces más potente y tres veces más grande (alcanzará los 314 petaflops, superando al gigante de IBM Summit, que durante años ha sido el superordenador más potente del mundo).

Doblas es uno de los científicos que espera con más ganas que este nuevo 'monstruo', que contará con una inversión de la Unión Europea en torno a los 100 millones de euros, empiece a funcionar el próximo mes de julio. Porque MareNostrum 5 permitirá indagar más en herramientas como los gemelos digitales. Estos sistemas ayudan a construir varios escenarios posibles y hacer predicciones, integrando datos de múltiples fuentes en tiempo real. Esto se está haciendo ya con la ciudad de Barcelona, donde gracias al proyecto del BSC en colaboración con el Instituto Municipal de Informática (IMI) y Barcelona Regional (BR) se ha podido ver, por ejemplo, la cobertura a 10 minutos a pie de las paradas de metro, antes y después de la apertura de las futuras líneas L8 y L9.

Sin embargo, el proyecto de Doblas es mucho más ambicioso: su intención es crear un gemelo digital de la Tierra, el primero en su especie. «Es una herramienta que nos permitirá no solo hacer modelos para predecir, por ejemplo, el sistema climático de nuestro planeta; sino que también permite la interactividad».

Porque este gemelo recogerá datos tan extensos que permitirá monitorizar y predecir el estado de salud del planeta teniendo en cuenta los efectos del cambio climático y la evolución de océanos, atmósfera y bosques. No solo eso: también servirá para evaluar la eficacia y el impacto de políticas públicas medioambientales, tanto a gran escala como de forma mucho más concentrada. «Este gemelo permitirá hacerle preguntas más concretas, como si la zona donde tiene pensado una determinada empresa plantar un viñedo sufrirá con el cambio climático», señala Doblas.

Los gemelos digitales también permitirán, en un futuro, crear réplicas virtuales de nosotros mismos que revelarán cómo nos afectan los tratamientos de forma integral; probar nuevos fármacos sin necesidad de animales; o no tener que enfrentarnos a dilemas éticos a la hora de realizar ciertos ensayos clínicos. «Ese es nuestro futuro, aunque, de momento, somos capaces de reproducir solo algunas partes del cuerpo», explica Alba Jené, coordinadora científica del departamento de Ciencias de la Vida.

Su equipo trabaja generando modelos de, por ejemplo, cómo se comporta el tejido del pulmón durante una enfermedad como el Covid o cómo se comporta el cerebro tras un tumor. «Después interaccionamos con ellos, observando cómo evolucionan o cómo les afectan distintos medicamentos», indica.

El equipo está creando una base con los historiales clínicos de muchos pacientes (aunque siempre asegurando su anonimato) de las entidades con las que colaboran para, con la potencia del MareNostrum, extraer patrones. «El objetivo es sacar conocimiento para alimentar bases de datos y sistemas de apoyo a la decisión, dándole una nueva herramienta al médico para ayudarle a diagnosticar».

Del MareNostrum 4, además, ha surgido el proyecto MarIA, una inteligencia artificial que 'piensa' en castellano gracias a que ha sido entrenada con 135.000 millones de entradas extraídas de textos de la Biblioteca Nacional. MarIA puede comprender y escribir en nuestro idioma, y lo ha colocado en el tercer puesto de las lenguas que disponen de modelos masivos de acceso abierto, solo superada por el inglés y el mandarín.

«Detrás de cualquier aplicación que intervenga el lenguaje natural, como el filtro del spam del correo o el predictor de palabras de WhatsApp, hay uno u otro modelo de lenguaje, como MarIA», señala Marta Villegas, investigadora del BSC y coordinadora del proyecto, que explica que esta inteligencia artificial ha sido utilizada para clasificación de documentos, identificación de identidades en textos o para traducción automática.

Y esta inteligencia artificial no deja de crecer. Ahora se está probando un MarIA GPT que es multilingüe y cuyo objetivo es que estén bien representadas todas las lenguas de España. También esperan con ansias el MareNostrum 5, porque será un «salto cualitativo muy importante» que permitirá, entre otras cosas, crear un ChatGPT, el famoso programa capaz de conversar como una persona real.

Pero, ¿qué ocurrirá con MareNostrum 4 y las instalaciones de la capilla? Aún no está del todo claro, pero el lugar se baraja como el hogar de los nuevos computadores cuánticos. Se trata de unos ordenadores que, en el futuro, superarán exponencialmente el procesamiento de datos de los superordenadores más avanzados (incluido MareNostrum 5) y podrán resolver tareas en segundos que antes costaban no días, ni meses, sino millones de años. Sin embargo, aún es una tecnología 'en pañales' que los físicos se afanan por controlar.

De esa necesidad nace Quantum Spain, impulsado por el Ministerio de Economía. «La base de este programa es instalar y operar con un ordenador cuántico real aquí, en España –explica Alba Cervera, investigadora del BSC y coordinadora del proyecto–, y que los científicos puedan empezar a probar esta tecnología ahora que empezamos a saber cómo funciona».

Y aunque todo esto pueda sonar a un futuro distópico, Cervera aclara: «No necesitaremos un ordenador cuántico de sobremesa igual que no necesitamos un superordenador para mandar un correo electrónico». Tampoco imaginaron los Girona en lo que se convertiría su capilla…