💬 Самый быстрый в мире суперкомпьютер реализует «виртуальный Манхэттенский проект» для испытания ядерного оружия

Самый быстрый в мире суперкомпьютер реализует «виртуальный Манхэттенский проект» для испытания ядерного оружия

На прошлой неделе исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса объявили, что их новейший суперкомпьютер El Capitan способен выполнять 2,79 квадриллиона вычислений в секунду, что делает его самым быстрым компьютером в мире.

Чтобы представить себе масштаб, это 2,79 с 15 нулями.

LLNL представила самый мощный суперкомпьютер и первую машину #Exascale, посвященную #NationalSecurity. С устойчивой производительностью 1,742 exaFLOPs на @top500supercomp, El Capitan становится первой машиной HPC, преодолевшей барьер в 2 exaFlOP! https://t.co/A5wStJn417 pic.twitter.com/MlGaeSdm0c — Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе (@Livermore_Lab) 18 ноября 2024 г.

LLNL представила самый мощный суперкомпьютер и первую машину #Exascale, посвященную #NationalSecurity. С устойчивой производительностью 1,742 exaFLOPs на @top500supercomp, El Capitan становится первой машиной HPC, преодолевшей барьер в 2 exaFlOPs! https://t.co/A5wStJn417 pic.twitter.com/MlGaeSdm0c

— Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе (@Livermore_Lab) 18 ноября 2024 г.

«Чтобы представить это в некотором смысле, потребовалось бы более миллиона новейших iPhone, работающих над одним вычислением одновременно, чтобы сравняться с тем, что El Capitan может сделать за одну секунду», — сказал Джереми Томас из Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе изданию Decrypt. «Это стопка телефонов высотой более 5 миль».

Результаты были объявлены во время ежегодной конференции SC Conference, международной конференции, посвященной высокопроизводительным вычислениям, в Атланте, штат Джорджия, в понедельник. El Capitan был назван номером один в списке Top 500 Project, составляемом дважды в год, из 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире.

Расположенная в Ливерморе (штат Калифорния) Национальная лаборатория имени Лоуренса в Ливерморе работала с Hewlett Packard Enterprise, AMD и Министерством энергетики над разработкой El Capitan.

Большой день на #SC24!! Рады сообщить, что El Capitan, работающий на @AMD, теперь является самым быстрым суперкомпьютером в мире с производительностью 1,742 экзафлопс! Теперь мы обеспечиваем 5 из 10 лучших и 21 из 50 лучших суперкомпьютеров в мире. Спасибо @HPE, @Livermore_Lab, @ENERGY за их партнерство! pic.twitter.com/VRZFK4Gnn1 — Лиза Су (@LisaSu) 18 ноября 2024 г.

Большой день в #SC24!! Рады сообщить, что El Capitan, работающий на @AMD, теперь является самым быстрым суперкомпьютером в мире с 1,742 экзафлопс! Теперь мы обеспечиваем 5 из 10 лучших и 21 из 50 лучших суперкомпьютеров в мире. Спасибо @HPE, @Livermore_Lab, @ENERGY за их партнерство! pic.twitter.com/VRZFK4Gnn1

– Лиза Су (@LisaSu) 18 ноября 2024 г.

Как следует из названия, суперкомпьютер предназначен для сложных задач, таких как моделирование, разработка искусственного интеллекта и исследования, при этом работая намного быстрее, чем среднестатистический компьютер. Например, такой компьютер, как El Capitan, выполняющий 2,7 квадриллиона операций в секунду, в 5,4 миллиона раз быстрее, чем типичный домашний компьютер.

Используя аналогию с телефоном, Томас подсчитал, что для выполнения того, что El Capitan может сделать за одну секунду, потребуется более 8 миллиардов человек, работающих одновременно в течение восьми лет.

Мощь El Capitan подняла вопросы о его потенциальном влиянии на индустрию блокчейнов, где безопасность в значительной степени зависит от сильной криптографии. Однако эксперты по шифрованию блокчейнов утверждают, что такие опасения беспочвенны.

«Им нужно будет перебрать все возможные закрытые ключи», — объяснил генеральный директор и соучредитель Arcium Янник Шраде изданию Decrypt. «Например, если длина закрытого ключа составляет 256 бит, злоумышленнику, пытающемуся подделать ваши транзакции, нужно будет проверить все возможные 256-битные ключи».

Компания Arcium, основанная в Швейцарии в 2022 году, занимается созданием децентрализованной сети суперкомпьютеров, которая позволит разработчикам безопасно и эффективно выполнять зашифрованные вычисления на основе блокчейнов.

По словам Шрейда, даже с его способностью выполнять 2700 квадриллионов операций в секунду такому суперкомпьютеру, как El Capitan, потребовалось бы 10 миллиардов лет, чтобы подобрать 256-битный закрытый ключ из-за вычислительной асимметрии, присущей используемым криптографическим схемам, например, криптографии на основе эллиптических кривых, используемой в таких блокчейнах, как Bitcoin, Ethereum и Solana.

Криптография на эллиптических кривых (ECC) популярна среди разработчиков блокчейнов из-за своей эффективности и надежной безопасности. Шрейд объясняет, что более серьезная угроза безопасности этих криптографических систем исходит от квантовых вычислений, которые, по его словам, способны преодолеть вычислительную асимметрию, делающую нынешние модели криптографии безопасными.

«Суперкомпьютер по-прежнему обрабатывает данные в двоичном виде, используя биты, и его мощность в первую очередь исходит из параллелизации — обработки множества задач одновременно», — сказал Шрейд. «Квантовые компьютеры, с другой стороны, используют квантовые биты, или кубиты, которые используют квантовые принципы, такие как суперпозиция и запутанность. Это другое измерение вычислений».

Другие эксперты и ученые в области кибербезопасности разделяют мнение Шрейда относительно потенциальной угрозы квантовых вычислений.

«Современные системы шифрования, лежащие в основе блокчейнов, не могут быть взломаны ни одной современной классической системой, включая суперкомпьютеры. Однако угроза со стороны новых квантовых компьютеров гораздо серьезнее», — сказал Decrypt Дункан Джонс, глава отдела кибербезопасности в британской компании-разработчике квантовых вычислений Quantinuum. «Всего через десятилетие мы можем увидеть достаточно мощные квантовые компьютеры, которые смогут взломать алгоритмы, используемые сегодня блокчейнами. Владельцам блокчейнов необходимо как можно скорее развернуть технологию квантовой безопасности, чтобы подготовиться к этому риску».

Однако, хотя суперкомпьютеры, возможно, и не представляют угрозы для блокчейнов, а до появления квантовых компьютеров еще далеко, эксперты предостерегают от чрезмерной уверенности в том, что эта технология сможет обеспечить свою безопасность.

«Индустрия блокчейна часто слишком доверяет своей предполагаемой безопасности, упуская из виду потенциальные уязвимости», — сказал Decrypt профессор инженерии Университета штата Сан-Хосе Ахмед Банафа. «Многие сторонники считают неизменность блокчейна синонимом неуязвимости, но эта точка зрения игнорирует риски, связанные с развитием технологий, таких как квантовые вычисления, и практические проблемы, такие как недостатки программного обеспечения».

Банафа подчеркнул, что, хотя индустрия блокчейнов осознает потенциальные риски квантовых вычислений, лишь немногие платформы приняли меры по защите от квантовых технологий, такие как квантовое распределение ключей, что делает их уязвимыми для будущих угроз.

«Хотя децентрализация — это сильная сторона, она также усложняет процесс развертывания критических обновлений для повышения безопасности», — сказал Банафа. «Без проактивного подхода к решению этих проблем индустрия блокчейна рискует подорвать доверие, которое она создавала годами».

Несмотря на опасения по поводу блокчейна и индустрии кибербезопасности, LLNL заявила, что El Capitan не будет использоваться для взлома шифрования блокчейна. Вместо этого El Capitan будет использоваться для запуска моделирования ядерного взрыва и поддержки исследований на базе ИИ, включая открытие материалов, оптимизацию дизайна, передовое производство и интеллектуальных помощников ИИ, обученных на секретных данных.

Хотя дни взрывов бомб в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико, — подобных тем, что показаны в фильме «Оппенгеймер», удостоенном премии «Оскар» за лучший фильм, — давно прошли, Томас признал, что виртуальные испытания имеют ограничения, и исследователи не полагаются исключительно на моделирование при сертификации ядерного арсенала.

«Моделирование никогда не будет точным, но мы используем все больше и больше вычислительной мощности в ансамблях из тысяч симуляций, чтобы иметь возможность уменьшить любую неопределенность, которая есть в наших моделях», — сказал Томас. «Мы прилагаем большие усилия для проверки и подтверждения того, что наши коды точны. У нас также есть большой объем данных с наших подземных испытаний, до окончания ядерных испытаний в 1992 году, которые дают нам уверенность в наших кодах».

Под редакцией Эндрю Хейворда