От прогнозирането на изменението на климата до разработването на нови лекарствени продукти – суперкомпютрите са в основата на съвременната наука. Европа и Япония обединяват усилията си, за да ги направят още по-мощни и надеждни.
от Том Касауверс
Посещението на център за суперкомпютри обикновено е зашеметяващо преживяване. Зад стените му се крият огромни машини със стотици хиляди процесори, които работят задружно и извършват изчисления, далеч отвъд възможностите на обикновените компютри. Те поглъщат колосални количества енергия, отделят силна топлина и често са изключително шумни.
Ето защо, когато Франс Боайо-Серньо от Френската комисия по алтернативни енергии и атомна енергия посещава суперкомпютъра „Фугаку“ в Кобе, Япония, тя остава изумена.
„В компютърната зала можеше да чуеш собствения си глас“, споделя тя. „Невероятно е. Съвсем различно от всичко, с което съм свикнала“.
Синергия между ЕС и Япония
От 2024 г. насам Боайо-Серньо работи с изследователи от цяла Европа и Япония по линия на проекта HANAMI, финансиран от ЕС. Тригодишното съвместно начинание се впуска в едни от най-големите предизвикателства пред високопроизводителните изчислителни технологии, познати още като суперкомпютърни технологии.
Изследователите се надяват, че съвместната им работа ще даде тласък на напредъка в различни сфери – от прогнозирането на климата и медицинските технологии до изследванията в областта на материалите.
„Европа и Япония имат забележителни синергии в областта на високопроизводителните изчислителни технологии“, посочва Боайо-Серньо. „Днес САЩ доминират в определени области, като например изкуствения интелект. Европа и Япония искат да изградят заедно своя собствена екосистема и да предложат алтернатива“.
Това е част от по-широкия европейски стремеж за укрепване на технологичния суверенитет в областта на суперкомпютрите и изкуствения интелект. Чрез Съвместното предприятие за европейски високопроизводителни изчислителни технологии ЕС и участващите държави инвестират милиарди евро в ново поколение суперкомпютри и инфраструктура за изкуствен интелект в цяла Европа.
Неотдавнашен важен етап в тези усилия беше въвеждането в експлоатация на суперкомпютъра „Юпитер“ в изследователския център в Юлих в Германия, който също е партньор по проекта HANAMI. „Юпитер“ е първият европейски суперкомпютър с производителност от порядъка на екзафлопс, който е способен да извършва повече от един квинтилион операции в секунда.
От системи с подобна производителност се очаква да ускорят научните изследвания в различни области – от климатологията до изкуствения интелект и високотехнологичното производство.
Сътрудничество, което не стихва
Суперкомпютрите се използват за научни симулации, които са прекалено сложни за обикновените компютри. По време на пандемията от Covid-19, например, те помогнаха на изследователите да моделират вируса и да изпитат огромен брой потенциални лекарствени съединения. С тях се симулира и климатът на Земята, прогнозират се екстремни метеорологични явления и се изучават нови материали.
„Япония и Европа си приличат много в изследванията на високопроизводителните изчисления“, казва Кенго Накаджима, заместник-директор на Центъра за изчислителни науки RIKEN в Кобе и професор в Токийския университет.
„И двете страни имат дългогодишни традиции в областта на климатичните изследвания и суперкомпютърните технологии. Можем много да научим един от друг благодарение на дългогодишното ни сътрудничество“, допълни той.
Проектът HANAMI се реализира и на фона на по-широкото задълбочаване на научните връзки между Европа и Япония. В края на 2025 г. Европейската комисия и Япония приключиха преговорите за асоциирането на Япония към програмата „Хоризонт Европа“, с което се открива възможност за още по-тясно сътрудничество в областта на научните изследвания и иновациите.
Изграждане на доверие в симулациите
Моделирането на климата е една от основните области на сътрудничество. Изследователите се надяват, че все по-сложните симулации ще помогнат на учените и политиците да разберат по-добре бъдещите последици от изменението на климата.
Но за да бъдат суперкомпютрите наистина полезни, научната общност трябва да има пълно доверие в резултатите, които те генерират.
„Акцентираме върху възпроизводимостта на резултатите“, обяснява Боайо-Серньо. „Трябва да сме сигурни, че резултатите остават последователни и идентични, дори когато са получени с помощта на различни суперкомпютри“.
За разлика от обикновените компютри, суперкомпютрите са високоспециализирани системи, в които често се използват различни хардуерни и софтуерни архитектури. Ето защо да се гарантират точността и съпоставимостта на научните резултати, независимо от машината, на която са получени, е сериозно предизвикателство.
„Хардуерът може да е впечатляващ, но голяма част от работата ни е свързана със софтуера“, посочва Боайо-Серньо. „Целта е да се оптимизират научните приложения, така че да работят възможно най-ефективно в тези изключително сложни системи“.
Изследователите, участващи в HANAMI, обменят експертен опит и изпитват различни методи на европейски и японски изчислителни платформи, за да подобрят надеждността и прозрачността на научните симулации.
С нарастването на мащаба и сложността на системите все по-важно става да се гарантира, че резултатите остават възпроизводими и надеждни независимо от използваната изчислителна платформа.
В рамките на това сътрудничество се проучват и възможности за приложение в медицината. Например един от изследователските екипи моделира въздушния поток и движението на течности в човешката носна кухина. Подобни симулации биха могли да помогнат на хирурзите да планират по-добре операциите на носа и синусите и евентуално да намалят усложненията при пациентите.
Суперкомпютрите в ерата на изкуствения интелект
Нарастващото значение на изкуствения интелект променя облика на света на суперкомпютрите. Системите с изкуствен интелект разчитат в голяма степен на суперкомпютри както за обучението си, така и за обработката на огромните обеми данни, необходими за функционирането им.
„Изкуственият интелект направи това, с което се занимаваме, много по-осезаемо за обществото“, заяви Боайо-Серньо. „Хората все по-често използват изкуствен интелект в ежедневието си, а суперкомпютрите осигуряват голяма част от изчислителната мощ зад него“.
Изкуственият интелект започва да променя и самите научни изследвания. Изследователите все по-често го използват, за да анализират огромни масиви от данни, да откриват скрити закономерности и да ускоряват симулации, които преди това биха отнели много повече време.
Тази нововъзникваща област, известна като „изкуствен интелект за науката“, се превръща във все по-важен стратегически приоритет за Европа. През октомври 2025 г. Европейската комисия представи своята Европейска стратегия за изкуствен интелект в науката, чиято цел е да подпомогне изследователите да интегрират отговорно изкуствения интелект в научната си дейност.
Същевременно бързият растеж на изкуствения интелект изостри глобалната конкуренция по отношение на достъпа до авангардни изчислителни интегрални схеми и инфраструктура. Те са от съществено значение не само за системите с изкуствен интелект, но и за научните симулации от следващо поколение.
За изследователите в HANAMI сътрудничеството между Европа и Япония е и начин за изграждане на дългосрочна научна и технологична устойчивост.
„Стремителният растеж на изкуствения интелект променя пазара на високопроизводителни изчислителни интегрални схеми“, казва Боайо-Серньо. „Убедена съм, че Европа и Япония могат да развият своя собствена екосистема за изчислителни интегрални схеми и софтуер. Европа разполага с талантливи специалисти и експертен опит, за да запази технологичната си независимост, но това ще отнеме време. „Партньорствата с държави като Япония са от ключово значение“.
Накаджима счита, че следващият етап на сътрудничеството може да бъде насочен във все по-голяма степен към научни открития с помощта на изкуствен интелект.
„Смятам, че следващата стъпка в сътрудничеството ни с Европа трябва да бъде съсредоточена в по-голяма степен върху използването на изкуствен интелект за научни изследвания“, отбелязва той. „Трябва да обединим опита си, за да можем да се подкрепяме взаимно“.
Първоначално статията е публикувана в Хоризонт — списанието на ЕС за научни изследвания и иновации. Изследването, описано в тази статия, е финансирано от програмата „Хоризонт“ на ЕС.
