（記者趙廣立）在近日舉行的2021 CCF全國高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)上，三場(chǎng)介紹超算大規(guī)模應(yīng)用的特邀報(bào)告引起了與會(huì)者的廣泛關(guān)注。這三項(xiàng)中國超算應(yīng)用目前已入圍國際上高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)——“戈登貝爾獎(jiǎng)”，并將于11月中旬舉行的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC21）上沖擊該獎(jiǎng)項(xiàng)。

入圍“戈登貝爾獎(jiǎng)”的三項(xiàng)超算應(yīng)用分別為：超大規(guī)模量子隨機(jī)電路實(shí)時(shí)模擬的應(yīng)用（報(bào)告人單位：國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心）、千萬核可擴(kuò)展第一性原理拉曼光譜模擬（報(bào)告人單位：中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所）、多架構(gòu)大規(guī)模并行保辛結(jié)構(gòu)電磁全動(dòng)理學(xué)等離子體模擬（報(bào)告人單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院）。

會(huì)上，國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研究員、神威系列智能計(jì)算機(jī)常務(wù)副總設(shè)計(jì)師劉鑫對(duì)“硬件—軟件—應(yīng)用”協(xié)同構(gòu)建的新一代神威國產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并報(bào)告了運(yùn)行其上的“超大規(guī)模量子隨機(jī)電路實(shí)時(shí)模擬”。她透露，該應(yīng)用可在60小時(shí)內(nèi)完成100量子比特40層深度的量子隨機(jī)電路的單振幅模擬，304秒內(nèi)完成谷歌“懸鈴木”當(dāng)年“量子霸權(quán)”問題的模擬（谷歌當(dāng)年宣稱，使用美國超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit要得到類似的結(jié)果需要一萬年）。

中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副研究員商紅慧介紹，該團(tuán)隊(duì)重新設(shè)計(jì)了全電子精度的第一性原理計(jì)算理論算法，提高了生物蛋白質(zhì)體系模擬算法的精確度和適用廣泛度，使得通過量子力學(xué)方法直接模擬得到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息成為可能，這將為分析藥物的動(dòng)力學(xué)過程開辟一條新途徑，有望使藥物的研發(fā)更快速、更精確。展望未來，她認(rèn)為，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都已意識(shí)到量子力學(xué)方法在生物蛋白質(zhì)體系模擬中的重要性。隨著算力的不斷提升，該方法的應(yīng)用越來越廣泛，“越來越多化學(xué)家不用去實(shí)驗(yàn)室，直接奔赴機(jī)房就可以了”。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院副研究員肖建元在特邀報(bào)告中介紹，高精度、高分辨率的等離子體模擬對(duì)于建設(shè)用于核聚變研究的工程堆意義重大，而該模擬需要算法具有高可擴(kuò)展并行性、高單節(jié)點(diǎn)性能，尤其是須保證算法穩(wěn)定可靠、長時(shí)間守恒。他們團(tuán)隊(duì)用基于scheme語言開發(fā)的適用于“主—從架構(gòu)”的領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z言PSCMC，實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模并行保辛結(jié)構(gòu)PIC程序SymPIC，通過在新一代神威平臺(tái)上的優(yōu)化，提升了在多種異構(gòu)架構(gòu)超算平臺(tái)上的可移植性與調(diào)優(yōu)，并保證了長時(shí)間大規(guī)模計(jì)算的可靠性。

一位熟悉“戈登貝爾獎(jiǎng)”的超算專家告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這三項(xiàng)應(yīng)用的軟件水平高、方法有創(chuàng)新且所使用的硬件設(shè)備規(guī)模足夠大，因此對(duì)它們沖擊“戈登貝爾獎(jiǎng)”保持樂觀，認(rèn)為“應(yīng)該有機(jī)會(huì)”。

設(shè)立于1987年、由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)與美國電氣電子工程師協(xié)會(huì)聯(lián)合頒發(fā)的“戈登貝爾獎(jiǎng)”，是國際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)，有“高性能計(jì)算領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”之稱。該獎(jiǎng)主要頒發(fā)給高性能應(yīng)用領(lǐng)域杰出貢獻(xiàn)者，目的是表彰他們?cè)诶貌⑿杏?jì)算實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破方面所取得的成就。在2016年之前，美國、日本兩大超算強(qiáng)國曾壟斷該獎(jiǎng)項(xiàng)長達(dá)近30年。

中國超算應(yīng)用于2016年實(shí)現(xiàn)了對(duì)“戈登貝爾獎(jiǎng)”的“破冰”，此后又先后于2017年、2020年摘得這一桂冠。其中，2020年的“戈登貝爾獎(jiǎng)”頒給了一支主要由中國科學(xué)家構(gòu)成的中美研究團(tuán)隊(duì)（8位獲獎(jiǎng)?wù)咧杏?張中國面孔）。