Superordenadores que llegan donde los humanos no pueden

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En mayo de 2013, KnIT, un superordenador ubicado en San José, California, “leyó” en menos de dos horas 100.000 artículos científicos en busca de información acerca de una proteína llamada p53 y de las enzimas con las que ésta puede interactuar, llamadas kinasas.

p53 es muy importante en el organismo porque está implicado en la prevención del cáncer. El objetivo de KnIT era identificar kinasas desconocidas para la ciencia porque esto podría proporcionar nuevas rutas para el desarrollo de fármacos contra el cáncer. Tras rebuscar meticulosamente entre esa ingente cantidad de información científica, KnIT encontró dos nuevas kinasas.

A un científico hacer el trabajo de KnIT le habría llevado toda una vida. Debido a su potencia, su rapidez y su capacidad para resolver millones de ecuaciones matemáticas en segundos, los superordenadores están provocando una revolución en múltiples ámbitos de la ciencia.

Gracias a estas supermáquinas hoy en día es posible saber, por ejemplo, si un avión volará antes de construirlo; analizar el impacto de las nubes de ceniza volcánica en el tráfico aéreo, valorar la efectividad y los efectos secundarios de un medicamento antes de administrarlo a un paciente; calcular cuánta energía producirá un parque eólico cada hora; diseñar nuevos materiales, más resistentes y ligeros; o comparar miles de genomas del cáncer.

De la guerra a la investigación científica

Los superordenadores, como otras tecnologías, tienen su origen en la guerra. El primer superordenador de la historia se desarrolló en el laboratorio de Los Álamos, en Estados Unidos. Era una enorme máquina de cálculo analógica, implementada por IBM. Permitió evaluar cuál sería el efecto de Little Boy y Fat Man, las dos bombas nucleares que EE.UU. lanzó sobre Japón durante la Segunda Guerra Mundial.

En la actualidad, cualquier smartphone tiene muchísima más capacidad y potencia que aquella primera máquina. De hecho, los móviles que llevamos en el bolsillo son tan potentes como el más potente de los superordenadores de hace dos décadas.

Hoy en día, el ordenador más potente del mundo es el Tianhe-2, una bestia capaz de llevar a cabo 33.860 billones de cálculos por segundo. Una hora de cálculos de la máquina es equivalente a 1.000 años de difíciles operaciones hechas por 1.300 millones de personas (la población actual de China) con una calculadora.

De lo diminuto a la inmensidad

Es difícil encontrar hoy en día un ámbito de la ciencia en el que no se usen superordenadores, pero hay campos en los que los avances están siendo mayores y más rápidos. Es en el caso de la medicina personalizada.

En el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona han desarrollado un modelo que reproduce de forma súper realista el corazón humano. El software es capaz de simular desde el impulso eléctrico hasta el bombeo sanguíneo, los músculos y la sangre.

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La intención es que en un futuro no muy lejano, el cardiólogo pueda tener este modelo en una tableta, introducir los datos de un paciente en él y afinar mejor en el diagnóstico y tratamiento: efectuar operaciones virtuales para ensayar y ver cómo responde el paciente; calcular si un aneurisma en una arteria aguantará o si es urgente operar; o valorar si es conveniente instalar un marcapasos en el paciente virtual antes de pasar al de carne y hueso.

El ámbito de la mejora de la eficiencia energética es otro en el que la supercomputación está aportando enormes beneficios. Gracias a estas máquinas, hoy día las empresas antes de invertir grandes sumas de dinero en construir un nuevo vehículo, desarrollar un nuevo material o instalar un parque eólico, llevan a cabo cientos de simulaciones para saber de antemano cómo minimizar costos y sacar el máximo rendimiento a la futura explotación de su producto.

La supercomputación también sirve para estudiar la inmensidad del cosmos. Por ejemplo, la Agencia Espacial Europea está usando estos gigantes de silicio para crear un mapa tridimensional de las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Estos son sólo algunos ejemplos de cómo la ciencia se vale de la capacidad de los superordenadores para empujar las fronteras del conocimiento. En el video que acompaña a este post puedes ver más. Sin ellos, el avance de la ciencia sería infinitamente más lento o, sencillamente, se detendría.

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