勇闖智能超算“無人區(qū)”的年輕人

編者按

黨的十八大以來，各行各業(yè)的青年一代在以習(xí)近平同志為核心的黨中央的指引下健康成長(zhǎng)、成才，在科技自主創(chuàng)新、助力鄉(xiāng)村振興、留學(xué)歸國(guó)創(chuàng)業(yè)、埋頭苦干實(shí)業(yè)、開拓新興行業(yè)、抗擊新冠肺炎疫情等諸多領(lǐng)域，涌現(xiàn)出為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而刻苦奮斗的眾多青年典型和感人事跡。本報(bào)即日起在報(bào)紙顯著版面和全媒體各端口開設(shè)《奮斗者·正青春》專題、專欄，報(bào)道這些青年人物的感人事跡，展現(xiàn)有志氣、有骨氣、有底氣的青年一代昂揚(yáng)向上的精神特質(zhì)，迎接黨的二十大的勝利召開。

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在建團(tuán)百年之際，之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心團(tuán)隊(duì)榮獲第26屆中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)录�體。這支在青春賽道上奮力奔跑的科研團(tuán)隊(duì)中，35歲以下的年輕人占比近九成。他們不僅勇闖智能超算“無人區(qū)”，還是一支非常活躍的運(yùn)動(dòng)隊(duì)，用他們的話說，“無論在生活還是科研中，都要爭(zhēng)取跑出當(dāng)代青年的最好成績(jī)”。

2021年，之江實(shí)驗(yàn)室牽頭的中國(guó)超算應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，憑借新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)的量子計(jì)算模擬器——“超大規(guī)模量子隨機(jī)電路實(shí)時(shí)模擬”（SWQSIM），獲超級(jí)計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的國(guó)際最高獎(jiǎng)項(xiàng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。這是繼2016年、2017年、2020年之后，中國(guó)團(tuán)隊(duì)再次在超級(jí)計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域登頂。

“戈登·貝爾”獎(jiǎng)設(shè)立于1987年，主要獎(jiǎng)勵(lì)高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最杰出成就，通常由當(dāng)年TOP500排行榜上名列前茅的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用獲得，美國(guó)“泰坦”超級(jí)電腦、日本“京”超級(jí)計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件都曾獲得此獎(jiǎng)。

獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)首席、之江實(shí)驗(yàn)室智能超算研究中心研究員劉鑫介紹，在這項(xiàng)工作中，研究人員引入了一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，涵蓋了模擬所需的基礎(chǔ)算法、并行算法和系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化方法。他們基于新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)，提出近似最優(yōu)的張量網(wǎng)絡(luò)并行切分和收縮方法及混合精度算法，可高效擴(kuò)展至數(shù)千萬核并行規(guī)模，并提供每秒4.4百億億次的持續(xù)計(jì)算性能，是超算領(lǐng)域全世界目前已知的最高混合精度浮點(diǎn)計(jì)算性能。學(xué)術(shù)界評(píng)價(jià)這是一項(xiàng)打破“量子霸權(quán)”的突破性研究成果。

在獲得“戈登·貝爾”獎(jiǎng)后，該團(tuán)隊(duì)成員沒有停步，在不到3個(gè)月的時(shí)間里，將神威量子模擬器的性能指標(biāo)提升了3倍。劉鑫說：“計(jì)算無極限，應(yīng)用無止境，要堅(jiān)持做更高更快更強(qiáng)的超算應(yīng)用。”

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，巨量計(jì)算數(shù)據(jù)、新型智能算法、高精度計(jì)算需求、各類應(yīng)用間的高效互通需求，不斷挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)超算的性能極限，亟須打造新型智能超算軟硬件系統(tǒng)，形成智能超算技術(shù)和應(yīng)用體系。之江實(shí)驗(yàn)室總工程師趙志峰說：“建超算、聯(lián)超算、用超算，每一步都不容易。但我們還是堅(jiān)持要做這件事，構(gòu)建世界領(lǐng)先的智能超算算力，并通過應(yīng)用發(fā)揮其在科研和產(chǎn)業(yè)上的重大價(jià)值。”

談起專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，之江實(shí)驗(yàn)室工程專家秦亦非常自信，“超算互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)比較前沿的方向，如何建立一個(gè)跨超算中心的存儲(chǔ)系統(tǒng)，如何統(tǒng)一描述并協(xié)同調(diào)度不同標(biāo)準(zhǔn)的超算資源，都需要新的構(gòu)思設(shè)計(jì)，并不斷通過實(shí)踐來驗(yàn)證新想法”。

2021年下半年，智能超算團(tuán)隊(duì)的幾名骨干成員前往國(guó)家超算無錫中心，集中驗(yàn)證研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。驗(yàn)證的過程并沒想象中順利，原本計(jì)劃1周完成任務(wù)，最終連續(xù)作戰(zhàn)了1個(gè)多月才攻克系列難題。出發(fā)時(shí)只帶著幾件單衣的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，回來時(shí)已穿上了羽絨服。

經(jīng)過這次密集攻關(guān)，智能超算中心研發(fā)的超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已基本搭建完成并形成示范應(yīng)用。“長(zhǎng)三角環(huán)境預(yù)測(cè)數(shù)值裝置”在超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上成功部署，實(shí)現(xiàn)了該裝置所需軟硬件資源的智能化調(diào)度，以及對(duì)長(zhǎng)三角環(huán)境的多模式預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。這是超算互聯(lián)邁出的重要一步。

“未來，超算互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)多個(gè)超算中心之間算力、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用等計(jì)算資源的充分共享和高效調(diào)度，讓超算更加智能化地滿足科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用甚至個(gè)人需要。”秦亦說，“我們還在同步推進(jìn)超算互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)研制，為構(gòu)建統(tǒng)一的跨超算系統(tǒng)互聯(lián)體系提供有力支撐，希望服務(wù)于國(guó)家的‘東數(shù)西算’工程。”

智能超算系統(tǒng)作為之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算數(shù)字反應(yīng)堆的算力底座之一，還將為量子模擬、計(jì)算材料、計(jì)算天文和計(jì)算基因等方向的科學(xué)研究提供支撐。奔著讓智能超算能用、好用的目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)也在研究支撐數(shù)字化改革的相關(guān)應(yīng)用，比如針對(duì)未來社會(huì)預(yù)測(cè)、未來工廠建設(shè)、“雙碳”治理等議題。

超算研究既需要專業(yè)的超算理論知識(shí)，也需要工程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，天生帶有交叉屬性，需要跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備。25歲的工程專員唐雪飛在加入團(tuán)隊(duì)前，并沒有接觸過超算，但在不到一年時(shí)間里快速成長(zhǎng)為科研骨干。“團(tuán)隊(duì)里，來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的胡亞運(yùn)老師給我們分享了密度泛函理論，有望推動(dòng)藥物發(fā)現(xiàn)、超導(dǎo)研究實(shí)現(xiàn)新的突破。這個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)讓我非常興奮！”唐雪飛說。

“實(shí)驗(yàn)室為青年科研人員成長(zhǎng)提供了廣闊舞臺(tái)，敢于讓我們挑大梁、當(dāng)主角。”秦亦說，團(tuán)隊(duì)中的年輕人敢闖敢拼，自驅(qū)力很強(qiáng)，成長(zhǎng)迅速。

智能超算研究中心黨支部書記湯志航說，黨支部在科研攻關(guān)中也發(fā)揮著戰(zhàn)斗堡壘作用。“我們一直在探索黨建科研互融互促的模式，比如由支部發(fā)起內(nèi)部技能大比武，時(shí)不時(shí)來一場(chǎng)超算編程競(jìng)賽，大家拼技能、比作風(fēng)、賽成績(jī)”。

這支年輕的團(tuán)隊(duì)不僅忙著智能超算方向的前沿研究，還在支撐實(shí)驗(yàn)室打造的數(shù)字反應(yīng)堆重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。科學(xué)與應(yīng)用并進(jìn)，他們選擇了一條艱難的路。但他們認(rèn)定這是一條充滿希望的路。團(tuán)隊(duì)在明確目標(biāo)后，會(huì)將研究任務(wù)分解為密集攻關(guān)行動(dòng)。湯志航在學(xué)生時(shí)代當(dāng)過兵，一旦進(jìn)入密集攻關(guān)期，他就感覺回到了在特戰(zhàn)隊(duì)經(jīng)歷的“魔鬼周”極限訓(xùn)練，“雖然強(qiáng)度很大，但一個(gè)周期結(jié)束后大家的收獲也很大”。

智能超算研究中心只是之江實(shí)驗(yàn)室眾多青年科研團(tuán)隊(duì)的一個(gè)縮影，這里集聚了一大批心有熱望的年輕人。湯志航說：“習(xí)近平總書記勉勵(lì)廣大青年不負(fù)韶華，不負(fù)時(shí)代，不負(fù)人民，在青春的賽道上奮力奔跑，爭(zhēng)取跑出當(dāng)代青年的最好成績(jī)。我們將牢記囑托，胸懷國(guó)之大者，構(gòu)筑國(guó)之重器，解決重大問題，讓青春在不懈奮斗中綻放絢麗之花。”（中青報(bào)·中青網(wǎng)記者）