Ciència i Innovació

Llicenciat en enginyeria de telecomunicacions (Madrid, 1974), Mateo Valero, es va traslladar a Barcelona i va obtenir el seu doctorat a la UPC l’any 1980. Va continuar vinculat a aquesta universitat i va començar a treballar en el seu àmbit, l’arquitectura computacional. Des d’aleshores, ha publicat més de 700 articles científics, rebut múltiples guardons, entre els quals la Creu de Sant Jordi (el 2016) i impulsat diferents projectes capdavanters. El 1985 va proposar al Ministeri d’Indústria crear una nova institució per progressar en aquest camp, i de l’impuls va néixer el CEPBA (el Centre Europeu de Paral·lelisme de Barcelona), que va passar a dirigir, i que representa el precedent més immediat del BSC.

El teu àmbit de recerca és l’arquitectura computacional. Com podries explicar en què consisteix perquè ho pugui entendre tothom?

Fa referència al disseny de noves eines i noves tecnologies dins de l’àmbit informàtic. Jo vaig fer la meva tesi sobre les xarxes locals, però el que realment m’agradava era el disseny d’ordinadors. Vaig tenir la immensa sort que em van contractar ben aviat per formar part del grup de recerca en arquitectura informàtica de la UPC. El que n’era responsable se’n va anar i em va deixar a mi al capdavant. Treballàvem en el “disseny d’arquitectures”, i indagàvem com podíem millorar el rendiment dels diversos ordinadors amb processadors d’alta velocitat. Érem ja llavors conscients que feia falta molta feina per poder evolucionar i ni ens pensàvem d’arribar on som avui.

Vas crear, seguidament, i dirigir (entre els anys 1995 i 2000) el Centre Català de Computació i Comunicacions que coordinava les activitats del Centre Europeu de Paral·lelisme de Barcelona i del Centre de Supercomputació de Catalunya. Pot considerar-se com el precedent més immediat del BSC?

Tot va ser una progressió. Vam observar, als anys 80, com començaven a crear-se màquines que incorporaven diversos processadors d’alta velocitat, el que es coneix com a paral·lelisme. Fruit d’això vaig demanar a Joan Majó, ministre d’Indústria i Energia (1985-1986) que ens atorgués uns diners, 10 milions de pessetes, per poder constituir un nou centre d’investigació de computadors paral·lels. Amb aquest finançament vam obrir el CEPBA (el Centre Europeu de Paral·lelisme de Barcelona), el 1985, que funcionava com un nucli dins de la universitat, sense NIF propi, i depenia sempre del vicerector. Perquè us en feu una idea, era com el BSC però amb màquines molt més petites, que eren uns 100 cops més lentes que la primera versió del MareNostrum (2005).

Se signa l’any 2004 un acord entre el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats del govern espanyol, la Generalitat de Catalunya i la UPC per ampliar el Centre Europeu de Paral·lelisme de Barcelona i crear el Barcelona Supercomputing Center. Com hi vas intervenir i quins van ser-ne els primers passos?

Van ser ells des de Madrid que van començar a proposar-ho. Deien que tenien diners i volien fer quelcom més gran. Jo em mantenia en contacte, justament, amb la companyia IBM, pensant com podien fer-se els futurs computadors. Vam anar a parlar amb la Generalitat i ens van dir que hi volien apostar i aportar-hi la meitat de la inversió. Finalment, es va acordar un finançament compartit: el Ministeri hi posaria un 65% i el Govern de Catalunya un 35%. Com a gran curiositat l’acord per segellar la compra del supercomputador MareNostrum 1 es va tancar només unes hores abans de l’atemptat que va colpejar l’estació d’Atocha (10 de març de 2004) a Madrid. Si haguéssim trigat un dia més ens hauríem quedat sense màquina!

En aquests vint anys d’història la institució, ubicada a la Torre Girona (al districte de les Corts), ha passat de comptar sols amb 65 treballadors a tenir-ne més de 1.300. Què diries que ha suposat per Barcelona el creixement del BSC?

Ha ampliat l’ecosistema de recerca al seu voltant. El BSC és un centre públic, i per tant té com un deure de retornar allò que rep. Ubicar-se a Barcelona és un “win-win”. La ciutat té un ecosistema perfecte, i el centre és una infraestructura líder que fomenta i multiplica la ciència que es produeix al seu voltant. Ha creat molts llocs de feina, ha aportat molta inversió i a cada acte que realitza, arrossega a gent que deixa molts diners a la ciutat. Som a Espanya la tercera institució per grandària, sols darrere de Tecnalia i el CSIC, i un dels centres més punters a escala internacional. De debò que no m’havia imaginat de créixer tant!

MareNostrum. És el nom que rep el supercomputador que conforma el nucli del BSC. Ha passat per 5 versions, o noves actualitzacions, el 2006, el 2013, el 2017 i la darrera, del desembre de 2023, amb la inauguració del MareNostrum 5. Té un rendiment 18 vegades superior al precedent, el MareNostrum 4, i una capacitat de processament de 314.000 bilions d’operacions per segon. Són xifres que se’ns escapen… Per ser clars: com funciona i què suposa per a la ciència?  

Es tracta de connectar dues qüestions: processament, amb xips cada cop més petits i més potents, i un enorme emmagatzematge. Per entendre’ns, i comprendre com ha evolucionat tot, l’actual MareNostrum 5 és 10.000 vegades més potent que el MareNostrum 1, la primera versió. Funciona, bàsicament, connectant molts processadors a una alta velocitat. És una eina gegantina i està al servei de la ciència, de tota investigació que requereixi moltes dades. Per fer una comparació seria com el descobriment de Humphry Davy (1778 – 1829), el britànic que va introduir l’electròlisi, el sistema que serveix per separar els elements dins d’un compost mitjançant electricitat. No és un fi en sí mateix sinó que es tracta d’una potent estructura per fer nous descobriments.

I amb això no n’hi havia prou. El passat mes de febrer, el BSC va presentar el primer superordinador quàntic de l’estat. Funcionarà en paral·lel al MareNostrum, i és un projecte emmarcat dins la iniciativa Quantum Spain, impulsada pel Ministeri per a la Transformació Digital i de la Funció Pública. Quines diferències té amb un supercomputador clàssic?

La diferència és el sistema. Els transistors clàssics sols funcionen en un parell de posicions, 0 o 1 (deixant passar o no el flux d’electricitat). En la quàntica, en canvi, aquest sistema de bits es transforma en el de Qbits, hi ha 0 i 1 però també superposició. Tot això hauria de permetre molta més velocitat, però de moment els enginys quàntics són encara a les seves beceroles, i en mans d’inversors privats. El nostre ordinador quàntic s’ha instal·lat a la Capella (que havia estat la ubicació de les quatre primeres versions del MareNostrum). Al darrere se n’hi ha de fer encara un altre amb nou material europeu. Aquesta tecnologia, mentre arrenca, es compagina amb la de supercomputació clàssica, i fa que allà on no arribi l’un arribi l’altre.

Tota aquesta infraestructura queda oberta a l’ús d’empreses, institucions i organismes de recerca. Pot permetre progressar en la recerca però també posicionar-se dins de l’àmbit comercial. Com es fan aquestes col·laboracions?

Aquesta línia, més d’ajuda o de servei a les empreses, es potencia sobretot amb la intel·ligència artificial. Per exemple, una empresa dedicada a vendre roba pot calcular amb precisió quin temps farà el mes de març i adequar el seu lineal per augmentar les seves vendes. Però nosaltres som un centre de recerca, no podem perdre l’ADN, i hem de prioritzar primer aquest aspecte. D’altra banda, i pel que fa als altres investigadors hi ha un comitè independent que avalua els projectes que es presenten, per concurrència competitiva. Els que guanyen el concurs utilitzen la infraestructura, pels seus càlculs i estudis, en remot.

Com a exemple, alguns dels projectes de recerca que progressen amb aquesta infraestructura són de l’àmbit de les ciències de la vida. Els diagnòstics, o els sistemes per buscar nous tractaments poden ser molt més acurats. Podem dir que ja hem saltat a la medicina personalitzada?

Totalment, és fascinant tot el que ja s’ha aconseguit, és el camp que més m’interessa, perquè té un retorn social directe i clar. Treballem amb hospitals i centres d’investigació en aquest aspecte. Mitjançant el que designem com a “bessons digitals”, que resumit és la nova tecnologia que permet fer una còpia virtual d’un material o d’un teixit amb què volem investigar, podem provar medicaments, o tractaments innovadors, i complementar, per exemple, amb els sistemes de miniòrgans, amb què podem afinar extraient la línia cel·lular del pacient que volem curar. La personalització en la medicina ja és un fet, la potenciem al 100% i els avenços que hi pot haver en un futur es preveuen exponencials.

Des del centre es treballa especialment en el disseny dels semiconductors, elements principals dels xips destinats a computació, telefonia mòbil, o a vehicles i noves tecnologies mèdiques. Pots descriure’ns què és el projecte Xip Europeu i quin potencial hi ha a Barcelona en aquest àmbit?

És un tema molt complex que ara mateix domina el món en termes de geopolítica. I és també la meva especialitat i devoció. Aquests xips es confeccionen amb silici, però es busca cada cop de poder fer-los més petits i més precisos per augmentar-ne el rendiment i l’eficàcia, i per això s’està indagant també amb altres materials com el grafè. El cas és que fabricar-los no és senzill, calen substàncies més escasses, i una gran infraestructura i inversió. Per aquest fet les fàbriques estan en mans de pocs països (Estats Units i Taiwan, bàsicament) i nosaltres ens dediquem a dissenyar el seu software (les ordres amb què hauran de funcionar). El projecte Xip Europeu dissenya xips de codi obert, els que permeten una entrada simultània de programes, prioritats i enfocaments diferents. Barcelona i Catalunya, presenten un ecosistema propici al respecte, i ja hi ha moltes empreses al voltant d’aquest assumpte. La intenció és anar creixent més. Però el que serà complicat és fer que Europa passi a ser autosuficient pel que fa a la fabricació d’aquests menuts dispositius.

Quins nous passos esperen el BSC si mirem a curt i a llarg termini?

De moment seguir creixent i potenciant tot aquest món de la recerca, sobretot la nostra pròpia, com a centre d’investigació, però evidentment, servint als altres, perquè som un centre públic, i rebem diners de tots. L’ambició a curt termini és poder incidir molt més en les petites i mitjanes companyies, transferint coneixement i atorgant-los les prestacions que permet la supercomputació. I insistir en la intel·ligència artificial, per poder ser encara més forts en aquest camp, en el disseny dels petits xips, i en la recerca dirigida a medicina, a les prediccions del clima, i a noves tecnologies per defensa. I quant a la infraestructura, els materials van avançant ràpidament i d’aquí poc el nostre MareNostrum 5 passarà a ser ja el MareNostrum 6, i ens permetrà d’accelerar encara més tot aquest dens ecosistema de recerca que tenim a Barcelona.