China schuf das größte virtuelle Universum und arbeitet jetzt an KI

Ein Teil des virtuellen Universums (ungefähr 1 Milliarde Lichtjahre horizontal) zeigt, wie dunkle Materie im Raum verteilt ist, den gelben Lichthof umgibt und sich mit dunklen Fäden verbindet. Weiße Regionen sind Regionen der kosmischen Leere, die am wenigsten dichten Regionen des Universums. Foto: Joachim Stadel, Universität Zürich

Die Chinesen brachen den europäischen Rekord und schufen den größten Simulator des Universums. Wissenschaftler nannten es das "Warm-up" für Sunway TaihuLight, den weltweit leistungsstärksten Supercomputer mit 10 Millionen CPU-Kernen, so die South China Morning Post (SCMP). Interessanterweise wurde kürzlich der bisherige Rekord mit dem "größten Simulator des Universums" aufgestellt - im Juni 2017 an der Universität Zürich.

Das Schweizer Modell ist ein gigantischer Katalog von ungefähr 25 Milliarden Galaxien, die aus 2 Billionen "digitalen Teilchen" erzeugt werden, die eine Art "Flüssigkeit der dunklen Materie" sind. Im chinesischen Modell wurde die Anzahl der Partikel auf 10 Billionen erhöht und simuliert frühzeitig den Urknall und die Expansion des Universums.

Experten glauben, dass die Simulation der Erschaffung des Universums dazu beitragen wird, die interessantesten Bereiche des Weltraums für eine detailliertere Untersuchung mit Teleskopen zu bestimmen.

Um eine Schweizer Simulation zu erstellen, wurde ein spezielles Programm PKDGRAV3 erstellt (es ist in einem wissenschaftlichen Artikel in der Zeitschrift Computational Astrophysics and Cosmology , doi: 10.1186 / s40668-017-0021-1 beschrieben). Dieser Code nutzt die Architektur moderner Supercomputer wie Piz Daint im Swiss National Computing Center optimal aus. Auf diesem Supercomputer verwendete das Programm mehr als 4.000 GPU-Knoten, und die Ausführung dauerte 80 Stunden. Während dieser Zeit erzeugte sie ein virtuelles Universum aus 2 Billionen digitalen Makroteilchen dunkler Materie. Aus diesen Partikeln wurde ein Katalog von 25 Milliarden virtuellen Galaxien extrahiert.

Das Wesentliche des Experiments ist, dass das Simulationsmodell auch der Reliktstrahlung des frühen Universums entspricht, die von modernen Teleskopen aufgezeichnet wird. Diese Strahlung entstand, als das Universum ungefähr 400.000 Jahre alt war. Das Modell „transformiert“ sozusagen Makroteilchen dunkler Materie in 25 Milliarden virtuelle Galaxien, die modernen Beobachtungen entsprechen sollten.

Kosmologen schlagen vor, dass sich „Flüssigkeit der dunklen Materie“ unter dem Einfluss der Schwerkraft in den sogenannten Lichthöfen der dunklen Materie angesammelt hat, in denen sich Galaxien wie unsere Milchstraße gebildet haben.



Das Modell der Universität Zürich simulierte das gesamte sichtbare Universum und alle darin enthaltenen Galaxien, die größer als 10% der Milchstraße sind. Im Allgemeinen ist dies Teil des größeren Euklid- Projekts der Europäischen Weltraumorganisation zur Erforschung mysteriöser dunkler Materie, die 23% unseres Universums ausmacht, und nicht weniger mysteriöser dunkler Energie, die weitere 72% ausmacht.

Die chinesische Presse schreibt, dass ihr Supercomputer den Schweizer in der Leistung übertraf - und sie berechneten nicht mit 2 Billionen, sondern mit 10 Billionen Makroteilchen. Darüber hinaus dauerten die Berechnungen nur 1 Stunde. Es ist seltsam, dass die Zeitung nicht berücksichtigt, dass in der Schweiz mehr als 4000 GPUs verwendet wurden, und im Wuxi Supercomputer Center - alle 10 Millionen Prozessorkerne des Sunway TaihuLight Supercomputers, der als der leistungsstärkste der Welt gilt. Das heißt, alle CPUs wurden vollständig spurlos verwendet, um dieses Gravitationsproblem von N Körpern zu lösen.


Supercomputer Sunway TaihuLight. Foto: Xinhua

Im Allgemeinen hat China in den letzten Jahren einen überwältigenden Vorteil gegenüber anderen Ländern in Bezug auf die Verarbeitungsleistung seiner Supercomputer erzielt, so die Top500- Bewertung. Die Chinesen sagen, dass die Schaffung eines virtuellen Universums nur der erste Schritt ist, aber in Zukunft werden sie diese Rechenleistung für die Weltherrschaft im Bereich der künstlichen Intelligenz nutzen . Zumindest ein solcher Plan wird auf Regierungsebene festgelegt.

In China wird KI als strategisch wichtige Technologie angesehen, obwohl sie jetzt den Amerikanern in der Entwicklung in diesem Bereich unterlegen ist. Russland und andere GUS-Länder nehmen praktisch nicht an diesem technologischen Wettbewerb teil.



Aufgrund des Mangels an ressourcenintensiven Aufgaben und zugehöriger Software wird die Leistung chinesischer Supercomputer derzeit nicht voll ausgeschöpft - ihre Ressourcen sind in Dutzende und Hunderte kleiner Aufgaben unterteilt. Durch das Erstellen von KI können Sie einen gesamten Supercomputer mit einer Aufgabe laden, wie dies jetzt in der Simulation des virtuellen Universums der Fall ist.