El Departamento de Energía de EE. UU. hace que Summit, la supercomputadora más poderosa del mundo, basada en IBM POWER9, se una a la lucha contra el COVID-19

La tecnología de IBM Cognitive Systems ha estado en el centro de los avances científicos durante décadas. Hace sólo 16 años, la supercomputadora Blue Gene de IBM hizo su debut como la primera supercomputadora en romper la barrera de la petaescala y, a continuación, jugó un papel fundamental en la secuenciación del genoma humano. Este gran avance ayudó a abrir la puerta a nuevos medicamentos y tratamientos, y posteriormente Blue Gene simuló aproximadamente el 1% de una corteza cerebral humana, que contiene 1,6 mil millones de neuronas con cerca de 9 billones de conexiones, posibilitando una mayor comprensión de la computadora más compleja jamás creada: el cerebro humano.

Sin embargo, algunos problemas requieren un respuesta más inmediata y es por eso que el Departamento de Energía de los EE. UU. ha anunciado un nuevo y poderoso aliado en la lucha contra la epidemia del COVID-19, que se ha extendido por 84 países y todos los continentes, a excepción de la Antártida, según el último resumen del CDC: la supercomputadora Summit, de IBM.

Los virus infectan las células uniéndose a ellas y utilizando una “aguja” para inyectar su material genético en cada célula huésped. Al tratar de comprender nuevos compuestos biológicos tales como los virus, investigadores en laboratorios cultivan microorganismos y verifican cómo reaccionan en situaciones reales a la introducción de nuevos compuestos. Sin embargo, este proceso puede resultar lento si no se dispone de computadoras capaces de realizar simulaciones digitales para limitar la gama de variables potenciales, e incluso así sigue habiendo desafíos.  Las simulaciones informáticas pueden examinar cómo reaccionan diferentes variables ante diferentes virus, pero cuando cada una de estas variables individuales puede estar compuesta de millones o incluso miles de millones de porciones de datos, y teniendo en cuenta la necesidad de ejecutar múltiples simulaciones, esto puede rápidamente convertirse en un proceso que requiere mucho tiempo con el uso de recursos de hardware básicos.

Se calculó que el compuesto, que se muestra en gris, se une a la proteína espicular del SARS-CoV-2, que se muestra en cian, para evitar que ésta se acople a la enzima que convierte la angiotensina humana 2 (o ACE2), el receptor, que se muestra en color violeta. Crédito de la imagen: Micholas Smith/Laboratorio Nacional Oak Ridge, Departamento de Energía de los EE. UU.

Al utilizar Summit, los investigadores lograron simular 8.000 compuestos en pocos días, para modelar cuáles podrían tener impacto en el proceso de infección al unirse a la espiga del virus, y han identificado 77 compuestos de pequeñas moléculas, como medicaciones y compuestos naturales, que han demostrado potencial para afectar la capacidad del COVID-19 para acoplarse a células huésped e infectarlas.

“Summit fue necesario para obtener rápidamente los resultados de simulación que necesitábamos. Nos tomó un día o dos lograrlo, y hubiéramos tardado meses en una computadora normal”, afirma Jeremy Smith, catedrático de la Universidad de Tennessee, director del Centro de Biofísica Molecular de UT/ORNL e investigador principal del estudio. “Nuestros resultados no significan que hayamos encontrado una cura o tratamiento para el COVID-19. No obstante, tenemos muchas esperanzas de que nuestras conclusiones computacionales puedan servir de base para estudios futuros y proporcionar un marco para que investigadores experimentales sigan estudiando estos compuestos. Sólo entonces sabremos si alguno de ellos presenta las características necesarias para mitigar este virus.”

Summit ofreció a los investigadores su capacidad masiva de procesamiento de datos, habilitada por sus 4.608 nodos de servidor IBM Power Systems AC922, cada uno de los cuales está equipado con dos CPUs IBM POWER9 y seis GPUs NVIDIA Tensorcore V100, lo que proporciona un rendimiento máximo de 200 petaflops diseñado para superar la potencia de un millón de computadoras portátiles de gama alta. Desde su debut como la supercomputadora más poderosa del mundo en 2018, Summit ha consolidado su título al impulsar investigaciones pioneras que han ayudado a comprender los orígenes del universo, a comprender la crisis de los opiáceos y a mostrar cómo los humanos podrían aterrizar en Marte. Summit y su supercomputadora “hermana Sierra, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, fueron proporcionadas simultáneamente por IBM, un logro inigualable que es una prueba de la dedicación del personal de IBM y de nuestros socios a la entrega de tecnologías innovadoras para el progreso de la humanidad, y esperamos con interés ver cómo Summit continuará impulsando esta última iniciativa.