করোনা ভাইরাস মোকাবেলায় সুপারকম্পিউটার

ড. ডেরিও গিল আইবিএম রিসার্চের পরিচালক। সায়েন্টিফিক আমেরিকানে প্রকাশিত তার একটি লেখায় তিনি ব্যাখ্যা করেছেন, কীভাবে করোনাভাইরাসের ভ্যাক্সিন ও ওষুধ তৈরির কাজে কয়েকদিনের মধ্যেই বিশ্বসেরা প্রতিষ্ঠানদের সমন্বয়ে একটি কনসোর্টিয়াম তৈরি করা হয়েছে, এবং কীভাবে এই কনসোর্টিয়াম পৃথিবীর সবচেয়ে শক্তিশালী সুপারকম্পিউটারগুলি একসঙ্গে ব্যবহার করার মাধ্যমে কাজ করে যাচ্ছে। তার লেখাটি বাংলাভাষীদের জন্য বাংলায় উপস্থাপন করা হলো।

একটা বৈশ্বিক গবেষণা প্রতিষ্ঠানের প্রধান হিসেবে, আমাদের কাছে থাকা বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির সর্বাধুনিক সব সুযোগসুবিধা ব্যবহার করে এই মহামারী মোকাবেলা করা আমার দায়িত্ব। একজন বাবা হিসেবে আমি একটা স্থায়ী সমাধান বের করতে চাই, যেটা কেবল এই সংকটেরই না, বরং পরবর্তী সংকটগুলির সমাধানও দেবে। করোনাভাইরাসের দুটি হটস্পট হচ্ছে আমেরিকা এবং স্পেন। এই দুই জায়গায় আমার পরিবারের সদস্যরা রয়েছে। একজন আমেরিকান ও স্প্যানিয়ার্ড হিসেবে আমি এই মহামারী মোকাবেলায় সাহায্য করতে চাই। ব্যাপারটা খুবই সরল।

পুরো ব্যাপারটা শুরু হয়েছিল মার্চের ১৭ তারিখে, হোয়াইট হাউজে একটা ফোন কলের মাধ্যমে। এই কলটি ইন্ডাস্ট্রি, অ্যাকাডেমিয়া এবং বিভিন্ন দেশের সরকারদের একসঙ্গে কাজ করার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা হিসেবে কাজ করেছিল। এই একই সপ্তাহে আমার মায়ের কাছ থেকে আমি খবর পাই যে স্পেনে আমার কাজিন করোনাভাইরাসে আক্রান্ত হয়েছে। সে একজন ডাক্তার। পৃথিবীর বিভিন্ন প্রান্তের অন্যসব চিকিৎসাকর্মীদের মতো সেও করোনাভাইরাসের বিরুদ্ধে যে যুদ্ধ চলছে, তার সামনের সারিতে কাজ করে যাচ্ছে। এই যুদ্ধ আমাদের অনেকের জন্যেই ব্যক্তিগত।

কোভিড-১৯ একটা সাংঘাতিক রোগ। শ্বাসতন্ত্রের এই রোগটা করোনাভাইরাস পরিবারের একটা ভাইরাসের কারণে হয়। ভাইরাসের এই পরিবারটাকে ১৯৬০ এর দশকে চিহ্নিত করা হয়েছিল। কিন্তু কখনোই এই ভাইরাসগুলো মানবতার বিরুদ্ধে এমন আক্রমণ করেনি। করোনাভাইরাসে আক্রান্ত রোগী স্বাভাবিকভাবে শ্বাস নিতে পারে না। ফুসফুসে বাতাসের জন্যে রীতিমতো হাপিত্যেশ করে। জ্বর, কাশি, গলাব্যথা এবং শরীরে অবিশ্বাস্য ধরনের ক্লান্তি ও বিষন্নতা ভর করে। ভাগ্য ভালো থাকলে কয়েকদিনের মধ্যেই এসব সমস্যা সেরে যায়। কারো কারো শরীরে অল্প কিছু উপসর্গ দেখা দেয়। কিন্তু সবাই এমন ভাগ্যবান হয় না।

ভাইরাসটি অনেকের শরীরকে রীতিমতো পিষে ফেলে, ফুসফুসকে পানি দিয়ে ভর্তি করে ফেলে। আর তখন অনেকের দ্রুত মৃত্যু ঘটে। কেউই আসলে এই ভাইরাসটি থেকে নিরাপদ নয়। যদিও, যাদের বয়স বেশি এবং আগে থেকে শারীরিক সমস্যা আছে এমন মানুষেরা বেশি ঝুঁকিতে থাকে, কোভিড-১৯ এ আক্রান্ত হয়ে সব বয়সের মানুষই মারা গেছেন। তাদের মধ্যে এমন অনেকেই আছেন যাদের স্বাস্থ্য ভালোই ছিল। এই রোগটা বিশ্বকে আসলে হাঁটু গেড়ে বসিয়ে দিয়েছে।

কিন্তু আমরা এতো সহজে দমে যাবার পাত্র নই। আমাদের কাছে যা আছে, আমরা তা নিয়েই এই ভাইরাসের বিরুদ্ধে লড়াই করে যাচ্ছি, যার মধ্যে মানুষের তৈরি সবচেয়ে শক্তিশালী কিছু সুপারকম্পিউটার রয়েছে। আমেরিকায় থাকা ২৫টির বেশি সুপারকম্পিউটার, যাদের কম্পিউটিং ক্ষমতা ৪০০ পেটাফ্লপের বেশি, এখন বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন কাজে বিনামূল্যে ব্যবহার করতে পারছেন। বিজ্ঞানীদের মধ্যে যারা এই ভাইরাসের ভ্যাক্সিন তৈরি বা চিকিৎসা নিয়ে কাজ করছেন, তারা ‘কোভিড-১৯ হাইপারফরম্যান্স কম্পিউটিং কনসোর্টিয়াম’ এর মাধ্যমে সুপারকম্পিউটারগুলি ব্যবহার করার সুযোগ পাচ্ছেন।

এই কনসোর্টিয়ামটি তৈরি করা হয়েছে সরকার, অ্যাকাডেমিয়া এবং ইন্ডাস্ট্রি—সবার মিলিত অংশগ্রহণের মাধ্যমে। ইন্ডাস্ট্রিতে যারা একে অপরের প্রতিযোগী, তারাও এখানে একসঙ্গে কাজ করছেন। আইবিএম এ ব্যাপারে ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জির সঙ্গে যৌথভাবে কাজ করছে। ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জিই মূলত আমেরিকার ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিগুলি পরিচালনা করে। গুগল, মাইক্রোসফট, অ্যামাজন ও হিউলেট প্যাকার্ড এন্টারপ্রাইজ এই কাজে অংশ নিয়েছে। সঙ্গে আছে নাসা, ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন, পিটসবার্গ সুপারকম্পিউটিং সেন্টার এবং ছয়টি ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি—লরেন্স লিভারমোর, লরেন্স বার্কলি, আরগন, লস অ্যালামস, ওক রিজ এবং স্যান্ডিয়া। এছাড়া বেশ কিছু অ্যাকাডেমিক ইনস্টিটিউশনও রয়েছে, যেমন এমআইটি, রেনসেলার পলিটেকনিক ইনস্টিটিউট (আরপিআই), ইউনিভার্সিটি অফ টেক্সাস, অস্টিন এবং ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া, স্যান ডিয়েগো।

এই সুপারকম্পিউটারগুলি রোগতত্ত্ব, বায়োইনফরম্যাটিক্স এবং আণবিক মডেলিং নিয়ে অসংখ্য হিসেবনিকেশ করবে। উদ্দেশ্য হচ্ছে, ভ্যাক্সিন তৈরির জন্যে নতুন সব অণু আবিষ্কার করতে যে সময় লাগবে, সে সময়কে কমিয়ে আনা। এ বিষয়ে আমরা সারা পৃথিবী থেকে যেসব প্রস্তাব পেয়েছি, তার মধ্যে ১৫টি প্রজেক্টকে আমরা রিভিউ এবং অনুমোদন করে সঠিক সুপারকম্পিউটার সঙ্গে ম্যাচ করে দিয়েছি। এমন আরো কাজ সামনে করা হবে।

কিন্তু মাত্র কিছুদিন আগেও এই কাজগুলোর অস্তিত্বই ছিল না।

মার্চের ১৭ তারিখে আমি আমেরিকান সরকারের প্রধান প্রযুক্তি কর্মকর্তা মাইকেল ক্র্যাটসিয়সকে ফোন করেছিলাম। একটা সুপারকম্পিউটিং কনসোর্টিয়ামের গুরুত্ব বুঝতে পেরে তিনি সঙ্গে সঙ্গে তার টিমকে কাজে লাগিয়ে দিলেন। এই টিমের একজন হলেন হোয়াইট হাউজ অফিস অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি পলিসির কোয়ান্টাম ইনফরমেশন সায়েন্সের সহকারী পরিচালক জেইক টেইলর। আমেরিকায় যাদের কাছে হাইপারফরম্যান্স কম্পিউটার আছে, এমন সব প্রতিষ্ঠানকে জেইক আমন্ত্রণ জানালেন। আইবিএম থেকে মাইক রোসেনফিল্ড আরপিআই, এমআইটি এবং আমেরিকার ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিগুলোর মধ্যে যাদের ভালো কম্পিউটিংয়ের সক্ষমতা আছে, তাদের সঙ্গে যুক্ত হলেন। মাইক রোসেনফিল্ডের টিম এর আগে বেশ কয়েক জেনারেশনের পৃথিবীসেরা সুপারকম্পিউটার ডিজাইন এবং তৈরি করেছিল। শুরু থেকেই ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি পুরো প্রক্রিয়ার কেন্দ্রবিন্দু হিসেবে যুক্ত ছিল।

যারা এই কাজে যুক্ত হয়েছিল, প্রথম কলের ২৪ ঘন্টার মধ্যেই তারা আউটলাইন করে ফেলেছিল যে পুরো প্রক্রিয়াটা কীভাবে চলবে। আমরা ব্রেইনস্টর্মিং করলাম যে আমরা কীভাবে সারা পৃথিবীতে থাকা রিসার্চ ল্যাবগুলোর সঙ্গে যোগাযোগ করবো এবং হার্ডওয়্যার, সফটওয়্যার এবং এক্সপার্টদের ব্যাপারে আমরা কীভাবে তাদেরকে সাহায্য করতে পারি। এছাড়া আমরা তাদেরকে কীভাবে প্রস্তাব জমা দিতে বলবো ও সঠিক সুপারকম্পিউটারের সঙ্গে তাদেরকে ম্যাচ করিয়ে দিবো, সেটা নিয়েও আমরা আলোচনা করলাম।

৪৮ ঘন্টা চলে গেল। মার্চের ১৯ তারিখ, বৃহস্পতিবারে আমরা সায়েন্টিফিক রিভিউ কমিটি ও কম্পিউটিং ম্যাচিং কমিটি তৈরি করলাম, যারা কিনা আমাদের কাছে আসা প্রস্তাবগুলি ম্যানেজ করবে। কনসোর্টিয়ামের প্রত্যেক সদস্য প্রতিষ্ঠান থেকে কমপক্ষে একজন ব্যক্তি এই প্রক্রিয়ার অংশ ছিল, যাতে করে পুরো প্রক্রিয়াটা ভালোভাবে চলে। আইবিএম থেকে ছিল অজয় রয়ুরু। তিনি মেরিট রিভিউ কমিটির অংশ ছিলেন। তিনি আইবিএম-এর হেলথকেয়ার অ্যান্ড লাইফ সায়েন্সেস গবেষণার প্রধান। তিনি এবং তার দল দীর্ঘদিন ধরেই ক্যান্সার এবং সংক্রামক রোগ প্রতিরোধে নতুন সব প্রযুক্তি তৈরি করে চলেছেন।

কোভিড-১৯ এর বিরুদ্ধে এই যুদ্ধে অজয়েরও একটা ব্যক্তিগত কারণ ছিল। জানুয়ারিতে তার বৃদ্ধ বাবা ফুসফুসের জটিলতায় মারা যান। অজয় তার ৮২ বছর বয়স্ক মায়ের সঙ্গে একই বাড়িতে থাকেন। তিনি তার মা-কে এই করোনাভাইরাসের ঝুঁকি থেকে নিরাপদে রাখা নিয়ে চিন্তিত ছিলেন, ঠিক যেভাবে আমাদের মতো অনেকেই আমাদের বাবা-মাকে নিয়ে চিন্তিত। ভারতে তার যৌথ পরিবারের অন্য সদস্যরা বর্তমানে এই মহামারীতে ঝুঁকির মধ্যে আছে।

মার্চের ২২ তারিখে, ক্র্যাটসিয়সের সঙ্গে প্রথম আলোচনার এক সপ্তাহেরও কম সময়ের মধ্যে হোয়াইট হাউজ এই কনসোর্টিয়ামের কথা ঘোষণা করে। সবাইই জানতো যে হাতে একেবারেই সময় নেই।

এখনো খুব বেশি সময় যায়নি, কিন্তু অজয় এবং অন্য রিভিউয়াররা তাদের কাছে প্রথম ধাপে আসা প্রস্তাবগুলি থেকে দেখছেন যে, বিজ্ঞানীরা সবদিক থেকেই এই ভাইরাসটিকে আক্রমণ করার চেষ্টা করছেন। কৃত্তিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) ব্যবহার করে নতুন ওষুধ আবিষ্কার থেকে শুরু করে জেনোমিক্স, রোগতত্ত্ব এবং স্বাস্থ্যসেবার ব্যবস্থা—কিছুই বাদ যায়নি। আমাদের আসলে এই ভাইরাসটার পুরো জীবনচক্র জানতে এবং বুঝতে হবে। এই ভাইরাসটা কীভাবে মানুষের শরীরে কোষের সংস্পর্শে আসে, তাকে আক্রমণ করে, মানুষের কোষের ভেতর নিজের প্রতিলিপি তৈরি করে এবং মানুষের কোষকে তার প্রয়োজনীয় কাজগুলি করতে বাধা দেয়—সব কিছু জানতে হবে। ভাইরাসটি আণবিক গঠন এবং এর জৈবরাসায়নিক কার্যক্রমে দরকারি প্রোটিনগুলো নিয়ে আমাদেরকে জানতে হবে, এবং তারপর কম্পিউটেশনাল মডেলিং ব্যবহার করে বের করতে হবে কীভাবে এর জীবনচক্রকে বাধাগ্রস্ত করা যায়। ওষুধ আবিষ্কারের বৈজ্ঞানিক পদ্ধতি এটাই—কিন্তু আমরা চাই এটাকে অ্যামপ্লিফাই করতে।

অনেকদিন ধরেই এই ভাইরাসটি মানুষকে আক্রান্ত করছে। কম্পিউটারে মডেলিং এবং বিশ্লেষণ করার জন্যে এজন্যে এখন প্রচুর নমুনা রয়েছে। বিজ্ঞানীরা GenBank ও Protein Data Bank এর মতো পাবলিক ডাটার উৎসগুলিতে এসব নমুনা রেখে দিচ্ছেন। ভাইরাসটি নিয়ে এখনো অনেক কিছুই অজানা, অনেক কিছুই অনুমানভিত্তিক। কিন্তু অজয় আমাকে জানিয়েছে, অনেকগুলি প্রস্তাবে বলা হয়েছে, বিদ্যমান প্রোটিন স্ট্রাকচার ব্যবহার করে আণবিক যৌগ তৈরি করার চেষ্টা করতে, যেটা থেকে কোন একটা ওষুধ বা ভ্যাক্সিন তৈরি করা যাবে।

এই ব্যাপারটা এর মধ্যেই হচ্ছে। এমনকি কনসোর্টিয়ামটা গঠনের আগেই ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ও ইউনিভার্সিটি অফ টিনেসির গবেষকরা ৮ হাজার যৌগ নিয়ে সিমুলেশন চালিয়েছিলেন, এবং দেখেছেন যে এদের মধ্যে ৭৭টি অণু ভাইরাসটিকে নিষ্ক্রিয় করে ফেলতে পারে। ৭৭ কিন্তু একটা বড় সংখ্যা। এদের মধ্যে সঠিক অণুটা খুঁজে পেতে পরীক্ষা চালানো লাগবে এবং এতে মাসের পর মাস সময় লাগতে পারে। আমার একজন কলিগ আছেন আলেসান্দ্রো কুরিওনি। তিনি একজন ইতালিয়ান রসায়নবিদ এবং আইবিএম রিসার্চ ইউরোপের প্রধান। তিনি করোনাভাইরাসের সংস্পর্শে এসেছেন—এই অনুমান থেকে নিজেকে সবার কাছ থেকে আলাদা করে রেখেছেন। তার একটা আইডিয়া আছে কীভাবে সঠিক অণু খুঁজে বের করার প্রক্রিয়াটিকে দ্রুতগামী করা যায়।

মার্চের শুরুর দিকে ইউরোপিয়ান কমিশনের এক্সিকিউটিভদের সঙ্গে কথা বলার সময় আলেসান্দ্রো একটা ইতালিয়ান ওষুধ কোম্পানি—Dompé Farmaceutici কে নিয়ে জানতে পারেন। এরা ইউরোপীয় ইউনিয়নের আর্থিক সহায়তায় একটা প্রজেক্টে কাজ করছিল। গত সপ্তাহে আলেসান্দ্রো এই কোম্পানি এবং ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানীদের মধ্যে একটা মিটিং করেন। তিনি তাদেরকে আমাদের কনসোর্টিয়ামের কাছে একটা যৌথ প্রস্তাব দিতে বলেন। একসঙ্গে কাজ করার মাধ্যমে এই দুই প্রতিষ্ঠানের বিজ্ঞানীরা হয়তো সুপারকম্পিউটারের সহায়তায় কার্যকর যৌগের সংখ্যা ৭৭টি থেকে দশটি, পাঁচটি, এমনকি চূড়ান্তভাবে একটিতে নামিয়ে আনতে পারবেন।

মানবজাতির কাছে এই মহামারীর সময়ে অন্য যেকোন সময়ের তুলনায় সবচেয়ে বেশি টুল রয়েছে। ডাটা, সুপারকম্পিউটার, কৃত্তিম বুদ্ধিমত্তা এবং ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মাধ্যমে আমরা দ্রুত ওষুধ আবিষ্কার করতে হয়তো সক্ষম হবো। এই কনসোর্টিয়ামটি একসঙ্গে কাজ করার একটি অনন্য উদাহরণ, এবং এটা আমাদেরকে দেখায় যে, চ্যালেঞ্জ যত বড়, আমাদের ততোবেশি একে অপরকে দরকার।