Un viaje al corazón del Barcelona Supercomputing Center revela cómo los procesadores de última generación y la inteligencia artificial están sustituyendo el ensayo y error tradicional por gemelos digitales del planeta, la física del fuego o el comportamiento del genoma humano.
Cruzar el umbral de la antigua capilla de Torre Girona, en el campus de la Universitat Politècnica de Catalunya, provoca una extraña sensación de contraste. Allí donde reinaba el silencio monacal de un templo desacralizado a finales de los años 70, hoy zumba un murmullo constante de ventiladores y circuitos.
Durante dos décadas, las cuatro primeras generaciones del supercomputador MareNostrum habitaron el altar de la nave. Sin embargo, el crecimiento vertiginoso de la tecnología ha exigido espacio: el flamante MareNostrum 5, que hoy ocupa un edificio anexo conectado por un pasillo, dejando libre parte del espacio ‘sagrado’ para la que será la próxima gran revolución: la computación cuántica.
Hoy la infraestructura suma miles de estos procesadores trabajando al unísono, alcanzando rendimientos pico que superan los 300 Petaflops
De hecho, próximamente se inaugurará el MareNostrum 5 AI Upgrade, la infraestructura pública de IA más avanzada en Europa al servicio de la ciencia y la innovación, como apuntan desde el propio Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).
Inaugurado el MareNostrum 5, uno de los superordenadores más potentes de Europa y del mundo
Pero este despliegue de músculo informático no sirve solo para batir récords. Su verdadero impacto reside en que está cambiando la forma misma de hacer ciencia. «El método científico tal y como me lo enseñaron a mí hace 15 años ya no existe. Antes planteabas una hipótesis, la probabas en el laboratorio y veías qué pasaba. Pero ¿qué ocurre si no tienes una hipótesis, sino cien distintas?”, se cuestiona Cristian Canton, director adjunto del BSC-CNS, en una entrevista presencial concedida a SINC.
“Si eres capaz de simular un proceso en el ordenador —desde la escala de los átomos hasta el organismo entero—, puedes hacer biología u oceanografía pura sin necesidad de probetas. En el BSC no tenemos laboratorios con tubos de ensayo, pero aportamos conclusiones biológicas certeras. La supercomputación se ha convertido en un tablero para simular el mundo y descartar miles de caminos equivocados en cuestión de días”, añade.
La supercomputación se ha convertido en un tablero para simular el mundo y descartar miles de caminos equivocados en cuestión de días
Esa capacidad para comprimir el tiempo ya está dando frutos en la biología estructural gracias a la inteligencia artificial. “Antes, resolver el plegado tridimensional de una sola proteína podía llevar toda una tesis doctoral o dos. Con la llegada de herramientas de IA como AlphaFold, se han desplegado de golpe cientos de miles de proteínas. Cientos de miles de investigaciones que habrían llevado décadas de trabajo manual se han comprimido en apenas una semana de cálculo informático”, destaca Canton, quien tras liderar equipos de investigación en multinacionales como Meta o Microsoft regresó a España hace unos meses para sumarse a la dirección del centro.
El director adjunto del BSC, Cristian Canton, en la sala de procesadores. El centro apuesta por la creación de modelos de inteligencia artificial e infraestructuras de supercomputación propias orientadas a la soberanía tecnológica europea. / Mario Ejarque | BSC – CNS
Computación ‘de urgencias’
La actividad investigadora del BSC abarca desde las Ciencias de la Vida hasta la Ingeniería, pero una de sus áreas con mayor proyección es el estudio de la Tierra. El centro es uno de los motores principales de Destination Earth, una ambiciosa iniciativa europea que busca crear un ‘gemelo digital‘ de todo el planeta para modelar el clima con una precisión de un kilómetro cuadrado.
El mayor reto aquí es que dialoguen fuentes totalmente distintas, como satélites, estaciones meteorológicas, boyas marinas o sensores de contaminación urbana. Integrar toda esa información mediante IA permite a los científicos estudiar el impacto de las olas de calor o las variaciones del nivel del mar para orientar las políticas públicas.
Tenemos un proyecto pionero desarrollado con las autoridades de México. Cuando los sensores detectan que se inicia un terremoto, envían de inmediato todos los datos a MareNostrum 5
Pero el uso de estas herramientas va un paso más allá con la llamada computación de emergencia (urgent computing), donde las simulaciones actúan en tiempo real para anticipar catástrofes inminentes y ganar minutos vitales para la población.
“Tenemos un proyecto pionero desarrollado con las autoridades de México. Cuando los sensores detectan que se inicia un terremoto, envían de inmediato todos los datos a MareNostrum 5. La máquina activa una orden de emergencia: pausa los trabajos secundarios, se vacía de tareas no urgentes y carga un gemelo digital del terreno mexicano”, cuenta el director adjunto del Centro Nacional de Supercomputación.
Esta misma tecnología se utiliza para predecir hacia dónde se desplazará el humo denso de un gran incendio forestal o para cartografiar cómo el aumento de las temperaturas y la humedad favorecerá la propagación de mosquitos transmisores de enfermedades como el dengue o la malaria.
A través de proyectos como EUBURN-RISK, desarrollados desde el departamento de Aplicaciones Computacionales en Ciencia e Ingeniería mediante dinámica de fluidos computacional, la máquina permite modelar la física del fuego a microescala.
El Barcelona Supercomputing Center ensaya una respuesta a terremotos en México
Más allá de reflejarlo en un mapa, los algoritmos pueden simular la transferencia de calor, la interacción del fuego con el viento de ladera e incluso la dispersión de columnas de humo tóxico y partículas contaminantes. Esta información resulta clave para que los servicios de emergencia identifiquen puntos seguros donde trazar cortafuegos, planifiquen fuegos preventivos o evacúen poblaciones antes de que la calidad del aire se vuelva peligrosa.
La efectividad de estos protocolos ha despertado el interés internacional hacia nuevas formas de gestión ambiental urgente. “Conforme lo enseñamos y lo explicamos, nos vienen otros países”, revela Canton. “Por ejemplo, vino una delegación del Caribe preocupada por los vertidos de fuel o los microplásticos. El petróleo se mueve despacio en el mar, pero si puedes pronosticar con días de antelación qué playa o qué zona costera se va a contaminar, las autoridades pueden actuar antes. Ya no es una pregunta abstracta, sino un problema de simulación que impacta directamente en la vida de la gente. Por eso estamos ampliando la computación de urgencia mucho más allá”, adelanta.
Instalación de los procesadores cuánticos del proyecto Quantum Spain en la nave central de la capilla. El espacio liberado por MareNostrum 4 es hoy la sede del computador cuántico MareNostrum-Ona. / Mario Ejarque | BSC – CNS
La importancia de contar con modelos propios
En el área de la salud, el supercomputador procesa montañas de información genética e historiales clínicos para impulsar la medicina personalizada. En lugar de aplicar tratamientos genéricos, los algoritmos analizan el genoma del paciente y las características exactas de un tumor para cruzar esa información con miles de fármacos existentes, sugiriendo al equipo médico las combinaciones más eficaces.
Pero no todo en el BSC es física de partículas o bioinformática. Al ser un centro de titularidad pública, una parte de su potencia se pone al servicio de proyectos de investigación fundamental o de valor cultural que las empresas privadas difícilmente asumirían.
Mucha de la ciencia que hacemos no busca un beneficio económico directo. Ninguna gran tecnológica va a invertir millones en crear un modelo para analizar el catálogo anónimo de la Biblioteca Nacional
“Mucha de la ciencia que hacemos no busca un beneficio económico directo. Ninguna gran tecnológica va a invertir millones en crear un modelo para analizar el catálogo anónimo de la Biblioteca Nacional. Nosotros aplicamos IA a miles de manuscritos del Siglo de Oro y hemos descubierto obras inéditas atribuidas a Lope de Vega o páginas desconocidas de Cervantes. Son hallazgos de un valor cultural incalculable que solo tienen sentido desde la ciencia pública”, afirma Canton.
Mientras EE UU y China echan su particular pulso tecnológico, Europa intenta no quedarse atrás. Además de trabajar en el desarrollo de microchips propios con arquitectura abierta para ganar independencia estratégica, el BSC también defiende la urgencia de contar con modelos de lenguaje entrenados desde y para la cultura europea.
“Casi el 97 % de los datos con los que se alimentan las grandes inteligencias artificiales comerciales proceden del mundo anglosajón. Aunque hablen español, la forma de entender el mundo que llevan dentro es la suya. Crear modelos propios es crucial: por un lado, para que nuestros científicos aprendan a construirlos desde dentro y no nos limitemos a consumir lo de fuera; por otro, porque cuando tú cocinas tu propio modelo sabes exactamente qué ingredientes lleva, qué fallos puede tener y si es seguro usarlo en ámbitos delicados como la sanidad o la justicia”, apostilla el responsable.
Vista aérea del edificio corporativo del BSC-CNS, conectado directamente con la capilla histórica. El nuevo complejo se construyó para dar cabida a la colosal infraestructura técnica del MareNostrum 5. / BSC – CNS
Una vidriera a lo cuántico
El futuro del centro se escribe también en clave cuántica. Tras redistribuir las piezas del MareNostrum 4 por distintas universidades españolas, el altar de la nave neogótica acoge ahora los primeros procesadores cuánticos del proyecto Quantum Spain.
Estas sofisticadas estructuras doradas parecen lámparas futuristas y necesitan operar a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto (unos 10 millikelvin, más frías incluso que el espacio exterior). Aunque la tecnología está en sus inicios, promete resolver en minutos problemas de cálculo masivo que a los ordenadores actuales les llevarían miles de años.
Cuando la inteligencia artificial y la física cuántica terminen de cruzarse, seremos testigos de un acelerón científico como nunca antes se ha visto
“La computación cuántica nos permitirá encontrar soluciones óptimas a problemas endiabladamente complejos. Piensa en el entrenamiento de grandes modelos de IA o en la simulación de materiales para los futuros reactores de fusión nuclear. Tareas que hoy nos exigen meses de cálculo continuo podrían resolverse en un par de tardes. Cuando la inteligencia artificial y la física cuántica terminen de cruzarse, seremos testigos de un acelerón científico como nunca antes se ha visto”, vislumbra Canton.
Al abandonar el recinto, entre salas aisladas donde el agua circula para enfriar los sistemas a 27 grados e ingenieros con cascos de protección acústica supervisan las máquinas, la visión sobre la vieja capilla cambia por completo. El BSC no es solo un monumento arquitectónico o un centro de datos lleno de cables y procesadores. Es el gran laboratorio invisible donde la ciencia española está aprendiendo a simular el futuro para empezar a construirlo hoy.