瑞士Alps超級電腦利用人工智慧促進科學發展

瑞士的Alps超級電腦是世界上第六強大的超級計算機 Marco Abram / CSCS

瑞士重新啟動了自己的超級電腦網絡，令其重返全球數據處理頂尖團隊。但是，誰能使用這台世界上第六強大的超級電腦呢？它又希望達成什麼目標？

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繪製宇宙地圖、從陰謀論中釐清事實真相、實現更精確的氣候模組，這些只是瑞士Alps(阿爾卑斯山)超級電腦的部分應用案例。不過，目前暫時還沒有允許私人企業利用其資源的計畫。

自2013年以來，瑞士的上一台超級電腦Piz Diant(迪揚峰)就一直在為科學研究計畫進行數位運算。它曾服務於瑞士氣象局、聯邦材料測試研究所及保羅謝爾工程科學研究所(Paul Scherrer Institute)等多個機構。

Piz Diant現在已被Alps超級電腦取代。這台電腦全面投入運作後，其運算能力將是Piz Diant的20倍，同時具有充分挖掘人工智慧(Artificial Intelligence)的潛力。

Alps還是世界上第六強大的超級計算機，只有美國、芬蘭和日本擁有更強大的機器。當Piz Diant被世界其他更強大的超級電腦超越時，瑞士的超級運算能力曾經黯淡無光，而Alps的加入令瑞士能再度與其他國家並肩。

僅限科學計畫使用

但這並不意味著這個由瑞士的三個站點和義大利的一個站點組成的強大的運算網絡，將供更多-20倍於先前人數-的研究人員使用。大約1800名研究人員使用了Piz Diant超級計算機，截至目前，已有1,000名研究人員加入了新的Alps網路。

瑞士國家超級電腦中心(CSCS)主任托馬斯·舒爾特斯(Thomas Schulthess)教授告訴瑞士資訊swissinfo.ch：「我們的這套系統無法為100萬名研究人員提供服務。」首先，這台耗資1億瑞郎(約美金1.168億元)、年營運預算3700萬瑞郎(約合美金4321.53萬元)的超級電腦的資金來自公共財政。「我們是享受補貼的基礎設施，而補貼不會水漲船高。我們必須嚴格控制基礎設施的使用，」舒爾特斯解釋道。

Alps超級電腦不會用於大規模商業用途。額外的運算能力將繼續集中用於瑞士和國際研究計畫，主要是自然科學領域的計畫。

如果企業與瑞士大專院校合作進行研究並支付超級電腦的使用費，那麼也可以申請使用超級電腦。

瑞士國家超級運算中心是瑞士聯邦理工學院體系的一部分，因此有義務向兩所聯邦理工學院的「衍生」企業提供為期三年的超級運算使用權。這類企業專注於商業化大專院校研究計畫，將其辦成新創企業，但條件是其須自掏腰包。

促進瑞士數位創新的「數位瑞士」協會(digitalswitzerland)表示，他們正在就超級電腦的商業使用權問題「與瑞士國家超級計算中心交換意」，但不願透露會談的進展詳情。

確保數據品質

瑞士國家超級計算中心主任托馬斯·舒爾特斯。 Keystone / Gaetan Bally

除了使用公共資金外，該中心不準備大幅放開准入閘門還有一些其他原因。

瑞士國家超級計算中心必須保護超級電腦上的資料品質，防止其被過濾方法不夠嚴格的計畫破壞。

舒爾特斯表示：「在自然科學領域，我們有過濾不良數據的方法，這些方法從伽利略時代就已為人所知。我們希望幫助人文學科、商業企業和社會採用這些方法。」

這在人工智慧時代變得至關重要，因為對數據「如飢似渴」的更強大的電腦受過訓練，能夠自行處理資訊。而向人工智慧系統輸入不良數據，有可能導致其複製偏見和虛假訊息，造成破壞性後果。

舉例來說，Alps正被用來訓練Meditron大型語言模型(LLM)系統，這個系統專門處理精心編排的高品質醫療資料。以後在缺乏先進醫療基礎設施的國家，醫師就能利用Meditron做出準確診斷。

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)教授瑪麗-安妮·哈特利(Mary-Anne Hartley)是Meditron研究團隊的成員，她指出以這種方式保護高品質數據，可以說服病人選擇循證醫學治療，而非可疑的民俗療法。

判斷真相與假象

在9月13日於蘇黎世舉行的Alps會議上，她說：「資訊是健康的最終決定因素，而現在存在著許多不良資訊。」

「在資源匱乏的國家裡，病人缺乏安全條件。假如我們出了差錯，那後果將十分嚴重。我們必須遵循盡可能健全的最高標準。」

而人工智慧對計算科學及其他學科的未來影響，也讓我們很難預測，十年後哪些計畫和機構會使用Alps。

舒爾特斯解釋說：「最大的未知數是機器學習和人工智慧將會如何發展。人工智慧很有可能帶來一些變化，需要我們不得不找到完全不同的方法來選擇和支援新專案。」

Alps的設計講求彈性，全是為了研究者考慮。 CSCS

量身客製化的軟體介面

為了應對基本上難以預測的未來形勢，Alps的設計比其前身Piz Diant具有更大的靈活性。Alps模仿雲端系統而建，讓研究人員藉由軟體入口網站接入，以滿足每個專案的特定需求。

「過去是高效能運算(HPC)來定義環境，每個人都必須適應這種環境。藉由依據不同研究團體的需求客製化個人化軟體介面，我們第一次可以支援多種不同環境， 」舒爾特斯表示。

已加入Alps的計畫包括平方公里陣列天文台(SKAO)，他們​​計劃利用從世界各地架設的成千上萬個射電天線提取的數據，繪製出更詳細的宇宙地圖。

與瑞士和歐洲氣象部門之間的加強合作，目的則是在未來製作更詳細、更準確的氣候預測模型。

瑞士國家超級計算中心選擇所支持研究計畫的方法已屢經測試，即由國際科學家組成的一個專家小組來審查計畫的科學完整性，和規定時間內候選計畫在超級電腦上進行測試的準備情況。此次他們仍將保留這項遴選方法。

谷歌(Google)、亞馬遜(Amazon)等大型科技公司都已建立了自己的超級計算機，以支持其研究和業務成長。

相較之下，Alps將利用人工智慧支援科學研究。

在去年12月的「瑞士人工智慧倡議」(Swiss AI Initiative)啟動儀式上，蘇黎世聯邦理工學院(ETHZ)主管研究的副院長克里斯蒂安·沃爾夫魯姆(Christian Wolfrum)曾說過：「科學必須在這樣一個前瞻性領域發揮前導作用，而不是將其留給少數跨國公司。」

(編輯：Veronica De Vore/ac，編譯自英文：小雷/gj)