એલ કેપિટન : સુપર કમ્પ્યુટર અને એઆઈનું ડેડલી કોમ્બિનેશન

- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી

વિ જ્ઞાાન અને ટેકનોલોજીનું ક્ષેત્ર સતત નવી ઊંચાઈઓ સર કરી રહ્યું છે. ૨૦૨૪ના નવેમ્બરમાં કેલિફોર્નિયામાં લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીમાં વિશ્વના સૌથી ઝડપી અને શક્તિશાળી સુપરકોમ્પ્યુટર ''એલ કેપિટન''નું લોન્ચિંગ થયું હતું. જેની જાણકારી  વિજ્ઞાાન જગતને જાન્યુઆરી ૨૦૨૪માં મળી છે.વિશ્વમાં એલ કેપિટન જેવાં પાવરફુલ સુપર કોમ્પ્યુટર માત્ર ત્રણ છે. ''એલ કેપિટન''એક એવુ સુપરકોમ્પ્યુટર છે, જે પ્રતિ સેકન્ડ ૨.૭૯ ક્વિન્ટિલિયન ગણતરીઓ કરવા સક્ષમ છે. આ ઝડપ તેને ૧૦ લાખથી વધુ પ્રીમિયમ સ્માર્ટફોન એકસાથે કામ કરે  ત્યારે પ્રાપ્ત થાય, એટલું પાવરફુલ  સુપર કોમ્પ્યુટર છે. જેનું નિર્માણ કરવામાં ૬૦ કરોડ ડોલરનો ખર્ચ થયેલ છે. આ સુપર કોમ્પ્યુટર ૬,૦૦૦ ચોરસ ફૂટના વિસ્તાર સાથેનાં પાંચથી છ બેડરૂમવાળી હવેલી  જેટલા વિસ્તારમાં ફેલાયેલું છે. તેનું વજન ચાર બ્લુ વ્હેલનાં  વજનના સરવાળા (૧.૩ મિલિયન પાઉન્ડ) જેટલું છે. એલ કેપિટન સુપર કોમ્પ્યુટર, માત્ર ક્ષમતા કે ગણતરીની  ઝડપ માટે નહીં, પરંતુ તેની ઉપયોગિતા માટે પણ વિશ્વનું અનોખું સુપર કોમ્પ્યુટર છે. મહત્વની વાત એ છે કે દુનિયામાં સુપર કોમ્પ્યુટર તો અનેક છે, પરંતુ કેલિફોર્નિયાની લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીએ તેના સુપર કોમ્પ્યુટરને આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ વડે સજ્જ કર્યું છે. તેથી તેની મહત્વતા ખૂબ જ વધી જાય છે. શા માટે અમેરિકાને સુપર કોમ્પ્યુટર અને આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સનું કોમ્બિનેશન ઊભું કરવાની જરૂર પડી?

પરમાણુ પરીક્ષણ વગર વિશ્વસનીય પરીક્ષણ 

અમેરિકા માટે પરમાણુ શસ્ત્રોના ભંડારને સુરક્ષિત રાખવો એ સૌથી મોટી પ્રાથમિકતા છે. અમેરિકા પાસે  જેટલા ન્યુક્લિયર સ્ટોકપાઈલ છે તે મોટાભાગના શસ્ત્રો ૧૯૭૦ અને ૧૯૮૦ના દાયકામાં બનાવવામાં આવ્યા છે.  ૫૫-૬૫ વર્ષ જૂના છે.  તેમાં ક્યારે ખામી સર્જાય કે  ઉપયોગ સમયે નિષ્ફળ જાય?  તેની કોઈ જ ગેરંટી નથી. વિશ્વમાં ૧૯૯૨થી જમીન ઉપર પરમાણુ પરીક્ષણો કરવા ઉપર સંપૂર્ણ પ્રતિબંધ છે. આ કારણે પરમાણુ શસ્ત્રોનું ટેસ્ટિંગ ભૂગર્ભમાં કરવામાં આવે છે. વિશ્વનો કોઈપણ દેશ આવું પરમાણુ પરીક્ષણ કરે છે ત્યારે, મોટો વિવાદ પેદા થાય છે. મોટાભાગના દેશો, પરમાણુ પરીક્ષણ કરવાનું ટાળે છે. આવા સમયે એલ કેપિટન જેવા સુપર કોમ્પ્યુટર, ટેસ્ટ કરવા ધારેલ પરમાણુ શસ્ત્રનું સીમ્યુલેશન ઊભું કરી શકે છે.  જેના કારણે પરમાણુ શસ્ત્રનું વાસ્તવિક પરીક્ષણ કર્યા સિવાય પણ,  પરમાણુ પરીક્ષણના જરૂરી બધા જ અવલોકનો મેળવી શકાય છે.

અમેરિકાએ એલ કેપિટન નામનું સુપર કોમ્પ્યુટર  રાષ્ટ્રીય સુરક્ષા અને પરમાણુ શાસ્ત્રોના પરીક્ષણ સંબંધી સંશોધન કરવા માટે વિકસાવ્યું છે. એલ કેપિટનએ આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સથી પણ  સજ્જ કર્યું છે. ''એલ કેપિટન'' જેવી સુપરકમ્પ્યુટિંગ ટેકનોલોજી સક્રિય કરીને પરમાણુ શસ્ત્રોના વિસ્ફોટના સિમ્યુલેશનને વાસ્તવિક ટેસ્ટની માફક આસાનીથી ચલાવી શકાય તેમ છે. આ કારણે ૭૦ અને ૮૦ના દાયકાના પરમાણુ શસ્ત્રોની ક્ષમતા ચકાસવા માટે, આધુનિક સુપર કોમ્પ્યુટર વિજ્ઞાાનીઓને શસ્ત્રોની સુરક્ષા અને અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કરવાની તક આપશે. આ સુપરકોમ્પ્યુટરના આગમન સાથે અમેરિકાની સંરક્ષણ વ્યવસ્થામાં ક્રાંતિ આવશે. ELNNLના ડેપ્યુટી ડિરેક્ટર બ્રેડલી વોલિન કહે છે,  "AI  અને ML ના ઉપયોગથી સંશોધન અને વિકાસ વધુ ઝડપી અને મજબૂત બની શકશે. ''અહીં અમેરિકાનું સુપર કોમ્પ્યુટર વિકસાવનાર કેલિફોર્નિયાની લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીનો ઇતિહાસ કેવો છે? એ જાણવું પણ રસપ્રદ થઈ પડે તેમ છે.''

AI અને GPU સાથેનું સુપરફાસ્ટ ભવિષ્ય

૧૯૫૦ના દાયકામાં લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (LLNL)એ સુપરકોમ્પ્યુટિંગ ક્ષેત્રમાં  સંશોધનનો પ્રારંભ કર્યો હતો. તે સમયે અમેરિકા અને સોવિયત યુનિયન વચ્ચે શીત યુદ્ધ ચાલી રહ્યું હતું. રશિયાથી  આગળ રહેવા માટે આધુનિક સુપરફાસ્ટ કોમ્પ્યુટરની જરૂર હતી. તેમણે યુનિવેક- પ્રથમ જેવા પ્રાથમિક મશીનોનો ઉપયોગ કરીને, કમ્પ્યુટેશનલ વિજ્ઞાાન માટે મજબૂત પાયો રચવાની શરૂઆત કરી હતી. ૧૯૬૦-૭૦ દાયકાઓમાં LLNL એ IBM અને કંટ્રોલ ડેટા કોર્પોરેશન (CDC) જેવી મોટી ટેકનોલોજી કંપનીઓ સાથે ભાગીદારી કરીને કસ્ટમ-ડિઝાઇન કરેલ સુપરકોમ્પ્યુટરો વિકસાવવાની શરૂઆત કરી હતી. વિશ્વના સૌ પ્રથમ સુપર કમ્પ્યુટર તરીકે જેની ઓળખ આપવામાં આવે છે તેવા, સુપર કોમ્પ્યુટર CDC ૬૬૦૦ જેવાં અનેક મશીનો અહીં વિકસાવવામાં આવ્યા. 

૧૯૯૦ના દાયકાથી LLNL એ ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative) પ્રોગ્રામ શરૂ કર્યો, જે યુ.એસ. એનર્જી ડિપાર્ટમેન્ટ (DOE) અને અન્ય લેબોરેટરીઝ સાથેનાં મહત્વપૂર્ણ સહયોગનું પરિણામ હતું. આ કાર્ય માટે લેબોરેટરીએ ASCI બ્લુ પેસિફિક અને ASCI વ્હાઇટ જેવા અધ્યતન સુપર કોમ્પ્યુટર વિકસાવ્યા હતા, જેના કારણે ભૌતિકશાસ્ત્રના જટિલ સમીકરણોની ખૂબ જ ઝડપથી ગણતરી થઈ શકતી હતી. ૨૦૧૦થી આજ સુધી એક નવા કાર્યક્રમ એક્સાસ્કેલ કોમ્પ્યુટિંગ દ્વારા સેક્વોઇયા, સિએરા અને એલ કેપિટન જેવા સુપરકોમ્પ્યુટરો વિકસાવ્યા છે. ૨૦૧૨માં સેક્વોઇયાએ ૨૦ પેટાફ્લોપ્સની ગતિ હાંસલ કરી હતી. (૧ પેટાફ્લોપ = ૧,૦૦૦ ટેરાફ્લોપ : આનો અર્થ એ છે કે ૧ પેટાફ્લોપ સક્ષમ સિસ્ટમ દર સેકન્ડે એક હજાર ટ્રિલિયન ગણતરીઓ કરી શકે છે.)  આ ઉપરાંત  નવા વિકસાવવામાં આવેલ સિએરા અને એલ કેપિટન  સુપર કોમ્પ્યુટર, ગમે તે કાર્ય માટે AI ટેકનોલોજી અને અદ્યતન GPU નો ઉપયોગ કરી શકે છે.  અહીં એક સવાલ ચોક્કસ ઊભો થાય કે એલ કેપિટન નામનું સુપરકોમ્પ્યુટર કયા ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગી બની શકે તેમ છે? તેની વિશેષતાઓ શું છે? 

ફિશન સામે ફ્યુઝન

૧૯૫૨માં યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા રેડિયેશન લેબોરેટરીની લિવરમોર શાખા તરીકે લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (ન્ન્શન્)ની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. જેનો મુખ્ય ઉદ્દેશ અણુ હથિયાર ડિઝાઇનમાં નવીનતા લાવવા તથા મેનહેટન પ્રોજેક્ટ માટે જવાબદાર અને ન્યૂ મેક્સિકો સ્થિત લોસ એલામોસ લેબોરેટરી સાથે સ્પર્ધા કરવાનો હતો. બર્કલે સ્થિત રેડિયેશન લેબોરેટરીની જ શાખા  તરીકે આ લેબોરેટરી ને વિકસાવવામાં આવી હતી. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન અમેરિકામાં પરસ્પર વિરોધી વિચારસરણી ધરાવતા વૈજ્ઞાાનિક જૂથ પરમાણુ  શસ્ત્ર તૈયાર કરવા કાર્યરત હતા. જેમાં જે. ઓપનહાઈમર ન્યુક્લિયર ફિશન દ્વારા પરમાણુ બોમ્બ બનાવવા માંગતા હતા.  જ્યારે એડવર્ડ ટેલર ન્યુક્લિયર ફયુઝન દ્વારા હાઈડ્રોજન બોમ્બ બનાવવા માગતા હતા. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન નૌકાદળના એર સ્ટેશન તરીકે, જે સ્થળનો ઉપયોગ થતો હતો, ત્યાં જ આ લેબોરેટરી બાંધવામાં આવી હતી. બર્કલે હિલ્સ ખાતે આવેલી રેડિયેશન લેબોરેટરીની વધતી પ્રોજેક્ટ્સ સંખ્યાના કારણે ત્યાં જગ્યા સાવ ઓછી પડતી હતી. જેના કારણે નવી જગ્યાની પસંદગી કરવામાં આવી હતી. આ ગોપનીય પ્રોજેક્ટ્સ માટે લિવરમોરનું સ્થાન વધુ સુરક્ષિત હતું, કારણ કે તે સ્થળ શહેરી યુનિવર્સિટી કેમ્પસ કરતા અતિ દૂર હતું. 

અર્નેસ્ટ લોરેન્સે લિવરમોર લેબના નિર્દેશક તરીકે પોતાનાં પૂર્વ વિદ્યાર્થી હર્બર્ટ યોર્કને નિયુક્ત કર્યા હતા. નિયુક્તિ સમયે તેમની ઉંમર ૩૨ વર્ષની હતી. હર્બર્ટ યોર્કના નેતૃત્વ હેઠળ લેબોરેટરીએ ચાર મુખ્ય કાર્યક્રમો શરૂ કર્યા : જેમાં ૧. પ્રોજેક્ટ શેરવુડ દ્વારા મેગ્નેટિક-ફ્યુઝનનો પ્રોગ્રામ. ૨. પ્રોજેક્ટ વ્હિટનીમાં અણુ હથિયાર ડિઝાઇનનો  કાર્યક્રમ. ૩. લોસ એલામોસ અને લિવરમોર માટે વપરાતા હથિયાર પ્રયોગો. અને ૪. મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્રનાં  એ સમયના સંશોધન કાર્યોને લગતા  કાર્યક્રમ,  એક સાથે સમાંતર રીતે ચાલતા હતા. ૧૯૫૮માં અર્નેસ્ટ લોરેન્સના અવસાન બાદ, બર્કલે અને લિવરમોર બંને સ્થળે આવેલી લેબોરેટરીઓને લોરેન્સના નામથી ઓળખવામાં આવે છે. અહીં થયેલા સુપરકોમ્પ્યુટરના વિકાસનો અલગ ઇતિહાસ લખવો પડે તેમ છે. 

ટેકનોલોજીની તલવાર

''એલ કેપિટન'' જેવી સુપરકમ્પ્યુટિંગ ટેકનોલોજીનાં કારણે, પરમાણુ શસ્ત્રોના વિસ્ફોટના સિમ્યુલેશનને  સુપર કોમ્પ્યુટર ઉપર ચલાવી શકાય છે. જેમાં વિસ્ફોટની તીવ્રતા, વિસ્ફોટમાં ઉત્પન્ન થતી ઉર્જા, તાપમાન, દબાણ, તેની વિનાશક શક્તિ, જેવાને એક મુદ્દાઓ ઉપર જરૂરી અવલોકનો અને  માહિતી મળી શકે છે. વિસ્ફોટના સિમ્યુલેશનમાં, વિસ્ફોટ  પરીક્ષણ દરમિયાન બદલાતા રાસાયણિક મિશ્રણને જોઈ શકાય છે. જેના કારણે ભવિષ્યમાં, પરમાણુ શસ્ત્રોમાં વપરાતા રસાયણોમાં કોઈ ફેરફાર કે રિપ્રોડક્શન કરવાની જરૂર પડે, તો તે માટેના સલામતીના નક્કર ધોરણો નક્કી કરી શકાય અને તેનું ઉત્પાદન કરવું સરળ બની શકે. ''એલ કેપિટન''નો ઉપયોગ માત્ર રાષ્ટ્રીય સુરક્ષા કે પરમાણુ શસ્ત્રોની ચકાસણી પૂરતો જ સીમિત રહેશે નહીં. આ સુપર કોમ્પ્યુટરને કૃત્રિમ બુદ્ધિ (AI) અને મશીન લર્નિંગ (ML) સાથે સંયોજિત કરીને વૈજ્ઞાાનિક સંશોધન પણ કરવામાં આવશે. 

સુપરકોમ્પ્યુટર્સ AI ને એવી આંતરદ્રષ્ટિ શોધવામાં સક્ષમ બનાવે છે, જે અગાઉ ઉપલબ્ધ ન હતી. સુપરકોમ્પ્યુટર્સ સિમ્યુલેશન અને મોડેલિંગમાં શ્રે છે, જ્યારે તેને AI સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે આ બંનેની જુગલબંધી અભૂતપૂર્વ ચોકસાઈ સાથે આગાહી કરવા માટેનું નવું આધુનિક મોડેલ વિકસાવી શકે છે. જીનોમિક ડેટા હોય, સેટેલાઇટ ઇમેજરી હોય કે રીઅલ-ટાઇમ સેન્સર ડેટા હોય,તેનું વિશ્લેષણ કરવાનું કામ, સુપર કોમ્પ્યુટર અને આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સની જુગલબંધી દ્વારા ઝડપી અને આશ્ચર્યજનક નવું પરિણામ મેળવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આબોહવા વિજ્ઞાાનમાં, AI- સુપરકોમ્પ્યુટર્સ, ગ્લોબલ વોર્મિંગ પર વિવિધ પરિબળોની અસરનું અનુકરણ કરી શકે છે, સ્વયં સંચાલિત અને સ્વયં નિયંત્રિત વાહનો અથવા નાણાકીય બજારો, જેમાં ખૂબ જ ટૂંકા સમયગાળામાં રીઅલ-ટાઇમ વિશ્લેષણ, અતિ ચોકસાઈથી અને ઝડપથી કરવા પડે તેમ હોય છે, તેવા સંજોગોમાં સુપરકોમ્પ્યુટર્સ, મનુષ્ય જાતને  ઝડપ અને ઉત્તમ કાર્યક્ષમતા પૂરી પાડે છે. સરળ ભાષામાં કહેવું હોય તો ટેકનોલોજીની તલવારની  એક ધાર  સુપર કોમ્પ્યુટર અને બીજી ધાર  આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ વડે તૈયાર  થઈ ગઈ છે.