Cỗ máy mạnh nhất thế giới đang đối đầu virus corona

Với tổng sức mạnh tính toán lớn hơn bất kỳ siêu máy tính đắt đỏ nào, dự án của đại học Stanford đang là “cỗ máy” mạnh mẽ nhất để chống lại Covid-19.

Theo nghiên cứu của những nhà khoa học Trung Quốc, virus SARS-CoV-2 có đường kính chỉ từ 50-200 nm, tức là nhỏ hơn sợi tóc 1.000 lần. Tuy nhiên, khi xâm nhập vào cơ thể, loại virus mới này nhanh chóng nhân lên hàng triệu lần để tấn công đường hô hấp của người bệnh.

Để đối phó với những virus tí hon đó, con người cần những siêu máy tính với kích thước khổng lồ. Nếu như kích thước của virus rất khó để hình dung, thì sức mạnh tính toán của những siêu máy tính đang đối đầu với virus corona cũng ngoài tầm tưởng tượng của nhiều người.

“Máy tính mạnh nhất thế giới” đang xử lý giả lập protein. Ảnh: Folding@home.

Siêu máy tính chống dịch như thế nào?

Mỹ, Nhật đều đã mang những siêu máy tính của mình ra để đối phó với SARS-CoV-2. Nhiệm vụ của chúng là tìm ra các loại thuốc tương thích với gai protein của virus. Cỗ máy này sẽ tính toán để giả lập phản ứng của các phân tử khi tiếp xúc với những loại hợp chất khác nhau.

Siêu máy tính IBM Summit đã tìm ra 77 loại hợp chất có thể kiềm chế virus SARS-CoV-2 chỉ trong vài ngày.

Siêu máy tính mạnh nhất thế giới là IBM Summit có khả năng tính 200 petaFLOPS, hay 200 triệu tỷ phép tính mỗi giây. Nhờ có sức mạnh này, chỉ sau vài ngày đưa vào sử dụng, Summit đã tìm ra 77 hợp chất có thể phản ứng với gai protein trên SARS-CoV-2.

“Việc tiến hành mô phỏng bằng máy tính có thể kiểm tra nhiều biến số phản ứng đối với từng loại virus khác nhau cùng lúc. Mỗi biến số riêng lẻ này có thể bao gồm hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ dữ liệu khác nhau. Quá trình này sẽ trở nên cực kỳ tốn thời gian nếu không sử dụng sức mạnh xử lý ưu việt từ siêu máy tính”, IBM cho biết.

Máy tính mạnh nhất thế giới nằm ở đâu?

Tuy nhiên, Summit không phải là máy tính mạnh nhất đang được đưa vào chống virus corona. Danh hiệu đó giờ thuộc về “cỗ máy” của Stanford sử dụng trong dự án Folding@home nhằm tìm ra điểm yếu của SARS-CoV-2.

Để tìm được điểm yếu đó, các nhà khoa học cần “mở” những nếp gấp của protein để tìm ra những chuỗi có thể tác động bằng thuốc. Để mở nếp gập, máy tính sẽ phải chạy các bài toán tái tạo liên tục nhằm tìm ra cấu trúc chính xác của chuỗi acid amin.

Minh họa cách mà gai protein của virus SARS-CoV-2 mở ra trước khi gắn vào thụ thể ACE2 trên tế bào người.

Dự án Folding@home đã được đại học Stanford giới thiệu từ năm 2000, với mục tiêu tái tạo lại cấu trúc protein của các loại virus, vi khuẩn gây bệnh nhằm tìm ra thuốc ức chế các bệnh như Alzheimer hay ung thư.

Trước sự hoành hành của SARS-CoV-2, đại học Stanford tiếp tục kêu gọi người dùng máy tính trên toàn thế giới chung tay giải mã protein của loại virus này.

Để tái tạo cấu trúc protein, người dùng chỉ cần cài một chương trình từ trang web của đơn vị tổ chức, và bật nó lên. Chương trình sẽ tự động tối ưu tài nguyên của máy để vừa giải mã, vừa có thể hoạt động bình thường. Quá trình tái tạo được chia thành các phần rất nhỏ để máy tính của người dùng có thể xử lý.

Tính tới ngày 27/4, theo thống kê trên website chính thức, tổng sức mạnh tính toán mà người dùng khắp nơi trên thế giới đóng góp cho Folding@home đối phó virus corona đã vượt mốc 2,6 exaflop, hay 2,6 tỷ tỷ phép tính mỗi giây.

Như vậy, sức mạnh của hệ thống Folding@home đã vượt khoảng 13 lần siêu máy tính Summit, và mạnh hơn cả 10 siêu máy tính mạnh nhất thế giới cộng lại.

Với dự án này, mọi người có máy tính đều có thể đóng góp chống dịch Covid-19 bằng chính chiếc máy tính của mình

Sức mạnh tính toán này đã đem lại nhiều hiểu biết về gai protein của SARS-CoV-2. Một trong những phát hiện lớn nhất là cách mà những chiếc gai này mở ra và gắn vào thụ thể trên tế bào người.

“Mọi người đã hiểu rõ rằng chiếc gai phải trải qua một hành động mở rất kỳ lạ để trưng ra giao diện thực sự có thể kết nối với tế bào người. Hiểu được cách mà cái gai mở ra sẽ cực kỳ hữu ích. Mỗi một quá trình đều có thể là một điểm tiềm năng để thuốc tác động”, Tiến sĩ Greg Bowman, trưởng dự án Folding@home, đại học Stanford nói với Guardian.

Với những công nghệ hiện tại, không thể quan sát trực tiếp gai protein hoạt động. Tuy nhiên, nhóm Folding@home đã sử dụng sức mạnh tính toán để giả lập quá trình này và công bố kết quả vào ngày 3/4.

Tại Việt Nam, sau nhiều năm ngừng hoạt động thì diễn đàn vOz mới đây đã kêu gọi thành viên tham gia lại dự án bằng máy tính của chính mình.

“Cả thế giới nói chung, và Việt Nam nói riêng đang tích cực chống dịch Covid-19, cộng đồng vOz trong khả năng và điều kiện của mình chọn Folding@home để chung tay đẩy lùi dịch bệnh.

Khoảng 10 năm trước, chúng tôi từng góp với team VGT đưa tên tuổi Việt Nam vào top các cộng đồng công nghệ của thế giới. Đó vừa như cách để thoả mãn đam mê overclocking, vừa là tình nguyện ảo”, anh Trịnh Ngọc Linh, thành viên quản trị cho rằng thành viên vOz chia sẻ .

Nhật Minh