位於田納西州美國能源部下屬的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的超級電腦「巔峰」(Summit)自6月8日啟動以來,科學家們對它給予了很多厚望。

這個有兩個網球場那麼大、運算速度為目前全世界最快的電腦,到底能為人類帶來甚麼變化呢? 

據NBC新聞網報道,「巔峰」耗資2億美元,每秒最高可運算20億億次,速度是之前最強電腦中國「神威太湖之光」的兩倍。這個速度相當於讓地球上每個人每秒鐘進行一次運算,連續305天的計算量,「巔峰」只需一秒鐘就完成了。 

橡樹嶺電腦設施管理中心(ORLCF)負責人威爾斯(Jack Wells)說:「有了它,人們原計劃未來20年才可能解決的事情在未來5年就能解決了。」

具體說,它能在五個領域助力改變我們的世界。

預測不同人對鴉片類藥物依賴性

橡樹嶺國家實驗室的生物學家Dan Jacobson說,大約10%服用鴉片類止疼藥的人會上癮。「這讓我們想到可能是不同的基因導致這樣的區別——因為如果不是這個原因,那應該所有人都會上癮。」 

Jacobson及其團隊打算用「巔峰」分析60萬人的基因,結合他們是否服用過鴉片類藥物、是否上癮等數據進行分析,找到其中的基因因素。 

Jacobson說,這可能是多種基因複雜的綜合作用結果,如果能找到某種規律,這對將來預測個體的鴉片依賴性,從而避免給可能上癮的患者開鴉片類藥物有很大幫助。

推動核聚變能源開發

科學家們一直期望發展核聚變能源作為取之不盡的潔淨能源,但苦於難以掌控核聚變時等離子發出的巨大熱量而難以突破。 

威爾斯說,現在有了「巔峰」,普林斯頓大學的科學家們計劃用它來模擬核聚變時等離子的情況,精確到前所未有的細節程度。這將加快大型核聚變反應堆的發展。

繪製地球內部地圖

另一組由普林斯頓大學地理學家Jeroen Tromp引領的團隊,計劃用「巔峰」分析4,000多次地震的數據,繪製一份最細節的從外殼到內核的地圖。 

之前,科學家們曾用另一台超級電腦處理1,500次地震數據繪製了一份這樣的地圖,達到內核的外邊緣。Tromp說這次新圖將能一直繪到內核的內部,這將有助於科學家們進一步了解地震、火山情況,以及地下油層和天然氣庫存。

模擬超新星核變過程

科學家早已認識到宇宙中很多元素是恆星末期爆炸時產生超新星這一核變過程的產物。但對於這個過程如何生成各種元素並不清楚。 

之前用過其它電腦模擬這一過程,但一次只能模擬十幾種原子。威爾斯說,用「巔峰」可以同時模擬數百上千種元素。 

天文學家還用超新星發出的光線來估計宇宙的膨脹速度。對超新星爆炸過程更好的了解也有助於更好了解宇宙的膨脹。

了解氣候變化的區域性影響

氣像學家們已研發出各種複雜的系統來預計氣候變化,但氣候變化對特定區域將產生的後果仍難以準確估計。部份原因是因為很難為雲層建模。雲層既可以抵擋陽光照射讓氣候相對涼快,但也會把熱氣籠在地面而升溫。 

橡樹嶺氣象學家Matt Norman說,美國能源部的研究者們計劃用「巔峰」為雲層建立前所未有的準確度的模型,這將更精準地反映全球氣候變化對各區域造成的影響。「這個區域將面臨乾旱還是得到更多降水?像洪水和暴雨這些極端天氣現象?這些方面都很難準確預報,這正是我們目標要研究的。」Norman說。◇