Gần đây, một nhóm nghiên cứu đã tận dụng tốc độ của siêu máy tính nhanh nhất thế giới, Frontier, để tiến hành một nhiệm vụ gian nan: khám phá bản chất của vật chất tối và vật chất nguyên tử trong vũ trụ. Frontier, một siêu máy tính lớp exascale, đã hoàn thành mô phỏng lớn nhất về vũ trụ cho đến nay, với kích thước tương ứng với các cuộc khảo sát của những kính thiên văn lớn, điều này trước đây chưa từng khả thi. Các tính toán được thực hiện không chỉ giúp xây dựng nền tảng cho các mô phỏng vũ trụ mà còn mở ra cái nhìn về tỉ lệ vật chất, từ những thứ mà chúng ta có thể nhìn thấy đến những yếu tố vô hình chỉ tương tác qua trọng lực.
Siêu máy tính Frontier có khả năng thực hiện tới một triệu triệu (1 quintillion) phép toán mỗi giây, cho phép tiến hành mô phỏng cực đoan về cách thức vũ trụ phát triển trong hàng tỷ năm qua. Salman Habib, giám đốc bộ phận khoa học tính toán tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne, nhấn mạnh rằng để hiểu vũ trụ, chúng ta cần mô phỏng nhiều yếu tố như trọng lực, khí nóng, sự hình thành sao, hố đen và thiên hà.
Theo CERN, số vật chất mà chúng ta có thể nhìn thấy chỉ chiếm khoảng 5% nội dung của vũ trụ, trong khi phần lớn vũ trụ là vật chất tối, chiếm khoảng 27%, tất cả những gì còn lại 68% thuộc về năng lượng tối, điều này có vai trò quan trọng trong sự gia tăng tỷ lệ mở rộng của vũ trụ. Công nghệ mô phỏng này mang lại hy vọng cho những khảo sát về các vùng không gian lớn được nhìn thấy bởi các kính thiên văn lớn như Kính thiên văn Rubin tại Chile, mở ra những cái nhìn mới vượt thời gian.
Mô phỏng không chỉ lớn về kích thước mà còn về độ chính xác, nhờ có code HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) đã được cập nhật trong khuôn khổ Dự án Exascale Computing trị giá 1,8 tỷ USD của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Chỉ trong vòng hai tuần qua, mặc dù Frontier đã mất vị trí siêu máy tính nhanh nhất thế giới vào tay El Capitan, nó vẫn ghi dấu ấn lớn trong lĩnh vực mô phỏng không gian và vũ trụ.