سريع ترين ابر رايانه جهان در برابر ويروس كرونا؛ آيا اميدي هست؟

وزارت انرژي ايالات متحده‌ي آمريكا (US Department of Energy) اعلام كرده است كه از ابر رايانه‌ي ساميت (به انگليسي: Summit) در تلاش براي يافتن درمان يا روش‌درماني Covid-19، كه با نام coronavirus نيز شناخته مي‌شود، استفاده خواهد شد. ساميت ابررايانه‌اي ۱۰ مگاواتي است كه با ۴۶۰۸ گره پردازش ساخته شده است. هر گره شامل پردازنده‌هاي دوتايي Power9 با سرعت ۳/۰۷ گيگاهرتز و شش پردازنده‌ي گرافيكي Nvidia Volta V100 است. اين سريع‌ترين ابر رايانه روي زمين است؛ ساميت مي‌تواند معادل ۱۴۸/۶ پتافلاپس در Linpack (يك‌جزوه رايگانخانه‌ي نرم‌افزاري كه به موازات (High Performance Linpack) براي معيار و رتبه بندي ابر رايانه‌ها جهت ليست TOP500 استفاده مي‌شود) و حداكثر عملكرد بيش از ۲۰۰ پتافلاپس عملكرد ارائه دهد.

دليل اينكه DoE از سريع‌ترين ابررايانه‌ي جهان براي اين پروژه بهره مي‌برد اين است كه تلاش براي يافتن روش‌هاي مهار يا حمله‌ي ويروس چالشي محاسباتي است. IBM مي‌گويد:

هنگام تلاش براي درك تركيبات جديد بيولوژيكي، مانند ويروس ها، محققان در آزمايشگاه‌هاي مرطوب ميكروارگانيسم را رشد داده و مي بينند كه چگونه در شرايط واقعي نسبت به تركيبات جديد واكنش نشان مي‌دهند. اما اين روند بدون رايانه و تجهيزات كاميپوتري مي‌تواند آهسته باشد. از طرفي با استفاده از رايانه شبيه‌سازي‌هاي ديجيتال انجام مي‌شود تا محدوده‌ي متغيرهاي احتمالي را محدود كند؛ اما حتي پس از آن بازهم چالش‌هايي وجود دارد. شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي مي‌توانند مطالعه كنند كه چگونه متغيرهاي مختلف با ويروس‌هاي مختلف واكنش نشان‌مي‌دهند. ولي هنگامي كه هر يك از اين متغيرها به‌صورت جداگانه بتوانند از ميليون‌ها يا حتي از ميلياردها قطعه‌ از داده‌هاي منحصر‌به‌فرد تشكيل شده و نياز باشد آن‌ها باهم تركيب شوند، با استفاده از سخت‌افزاري خاص اين فرايند بسيار سريع انجام مي‌گيرد.

فيلم كوتاه زير چكيده كارهايي كه دانشمندان با استفاده از ساميت انجام داده‌اند، نشان مي‌دهد. محققان ۸۰۰۰ تركيب را در طي چند روز غربالگري كردند و ۷۷ تركيب مولكولي كوچك، مفيد و بالقوه را ساختند. در اين تركيب‌ها شواهدي از مهار Covid-19 مشاهده شده است.

جرمي اسميت، رئيس دانشگاه تنسي و مدير مركز UT/ORNL مركز بيوفيزيك مولكولي و محقق اصلي در اين پروژه مي‌گويد:

ساميت نياز مبرمي بود تا به سرعت نتايج شبيه‌سازي مورد نياز خود را بدست آوريم. اين فرايند يك يا دو روز به طول انجاميد. نتايج ما بدين معني نيست كه ما درمان يا روش درماني براي COVID-19 پيدا كرده‌ايم. اما بسيار اميدواريم كه يافته‌هاي محاسباتي ما مطالعات آتي را آگاه سازد و بتواند چارچوبي را فراهم كند كه متخصصان آزمايشگاهي براي مطالعه بيشتر اين تركيبات از آن‌ها استفاده كنند.

Covid-19 از بعضي جهات مشابه SARS است و مانند آن عمل مي‌كند، درواقع اين تحقيقات اوليه درباره‌ي اين ويروس بود كه اين نتيجه را به ما نشان داد. سارس و كروناويروس در برخي از استراتژي‌هاي متداول عفوني مشابه هم هستند؛ همين دليل اميدواري براي يافتن عامل بازدارنده را بيشتر مي‌كند. با استفاده از ساميت، ميكلاس اسميت چگونگي اتصال تركيبات به «ميخچه يا سنبله» پروتئين S را آزمايش كرد تا چگونگي احتمال ابتلا به عفونت را به‌صورت موفقيت‌آميز كاهش دهد. پس از انجام كارهاي اوليه مدل دقيق‌تري از پروتئين S در كورو ويروس منتشر شد. تيمي كه از ساميت استفاده مي‌كند، قصد دارد تا تجزيه و تحليل اوليه‌ي خود را با استفاده از مدل‌هاي دقيق‌تر دوباره اجرا كند؛ در اين آزمايش ممكن است بعضي از تركيبات از ليست خارج شوند و برخي ديگر به بالاي ليست جهش پيدا كنند.

با اين حال خبر خوب اين است كه تعداد كل موارد شديد/جدي همچنان در حال كاهش است. به گفته Worldometers.info، كه به‌انديشه متخصصين مي‌رسد رديابي‌ مبتلايان را روزانه دنبال مي‌كند، تعداد كل موارد شديد/جدي از ۱۱۵۵۳ مورد در ۲۲ فوريه به ۵۷۷۱ مورد در ۱۰ مارس كاهش يافته است. از ۱۰ مارس به بعد تنها يكي از روزها بود كه تعداد مبتلايان شديد/جدي جهش پيدا كرد و از تعداد ۶۲۷۲ مورد به ۶۴۰۱ مورد در روز رسيد. پس از آن دوباره اين آمار روند نزولي خود را از سر گرفتند.

اين سؤال كه آيا Covid-19 قرار است تأثير بسزايي در اقتصاد جهاني داشته باشد قبلا پاسخ داده شده است؛ بله. مهم نيست كه اكنون چه اتفاقي مي‌افتد؛ آمارهاي چهارماهه‌ي اول سال به‌هم ريخت، تعداد زيادي كنفرانس مهم لغو شده است و جوامع محلي را از درآمد محروم كرده است. آمارها نشان مي‌دهد خطوط هوايي ضربه‌اي سهمگين خورده‌ است. كارخانه‌هاي چيني براي هفته‌ها شايد هم ماه‌ها تعطيل شده‌اند. كل كشور ايتاليا تحت قرنطينه است و اقتصاد كل جهان در حال ضربه خوردن است.

Covid-19 به هر طريق يا روشي زندگي انسان را تحت تأثير قرار خواهد داد؛ جنگ نفتي كه اين هفته بين روسيه و عربستان‌ سعودي آغاز شده است نمونه‌اي بارز از آثار همه‌گيري كورونا ويروس در جهان است. حتي اگر خطرات پزشكي اين ويروس بسيار كمتر از آنچه باشد كه اكنون هست.

هنوز كسي نمي‌داند مقصد نهايي اين قطار كجاست؛ اما همه‌ي ما با هم در مقصد نهايي هستيم!