勇闖智能超算“無人區”的年輕人

編者按

黨的十八大以來，各行各業的青年一代在以習近平同志為核心的黨中央的指引下健康成長、成才，在科技自主創新、助力鄉村振興、留學歸國創業、埋頭苦干實業、開拓新興行業、抗擊新冠肺炎疫情等諸多領域，涌現出為實現中華民族偉大復興的中國夢而刻苦奮斗的眾多青年典型和感人事跡。本報即日起在報紙顯著版面和全媒體各端口開設《奮斗者·正青春》專題、專欄，報道這些青年人物的感人事跡，展現有志氣、有骨氣、有底氣的青年一代昂揚向上的精神特質，迎接黨的二十大的勝利召開。

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在建團百年之際，之江實驗室智能超算研究中心團隊榮獲第26屆中國青年五四獎章集體。這支在青春賽道上奮力奔跑的科研團隊中，35歲以下的年輕人佔比近九成。他們不僅勇闖智能超算“無人區”，還是一支非常活躍的運動隊，用他們的話說，“無論在生活還是科研中，都要爭取跑出當代青年的最好成績”。

2021年，之江實驗室牽頭的中國超算應用團隊，憑借新一代神威超級計算機研發的量子計算模擬器——“超大規模量子隨機電路實時模擬”（SWQSIM），獲超級計算應用領域的國際最高獎項“戈登·貝爾”獎。這是繼2016年、2017年、2020年之后，中國團隊再次在超級計算應用領域登頂。

“戈登·貝爾”獎設立於1987年，主要獎勵高性能計算應用領域最杰出成就，通常由當年TOP500排行榜上名列前茅的計算機系統應用獲得，美國“泰坦”超級電腦、日本“京”超級計算機上的應用軟件都曾獲得此獎。

獲獎團隊首席、之江實驗室智能超算研究中心研究員劉鑫介紹，在這項工作中，研究人員引入了一個系統的設計過程，涵蓋了模擬所需的基礎算法、並行算法和系統級優化方法。他們基於新一代神威超級計算機，提出近似最優的張量網絡並行切分和收縮方法及混合精度算法，可高效擴展至數千萬核並行規模，並提供每秒4.4百億億次的持續計算性能，是超算領域全世界目前已知的最高混合精度浮點計算性能。學術界評價這是一項打破“量子霸權”的突破性研究成果。

在獲得“戈登·貝爾”獎后，該團隊成員沒有停步，在不到3個月的時間裡，將神威量子模擬器的性能指標提升了3倍。劉鑫說：“計算無極限，應用無止境，要堅持做更高更快更強的超算應用。”

在大數據時代背景下，巨量計算數據、新型智能算法、高精度計算需求、各類應用間的高效互通需求，不斷挑戰著傳統超算的性能極限，亟須打造新型智能超算軟硬件系統，形成智能超算技術和應用體系。之江實驗室總工程師趙志峰說：“建超算、聯超算、用超算，每一步都不容易。但我們還是堅持要做這件事，構建世界領先的智能超算算力，並通過應用發揮其在科研和產業上的重大價值。”

談起專業領域的知識，之江實驗室工程專家秦亦非常自信，“超算互聯網是個比較前沿的方向，如何建立一個跨超算中心的存儲系統，如何統一描述並協同調度不同標准的超算資源，都需要新的構思設計，並不斷通過實踐來驗証新想法”。

2021年下半年，智能超算團隊的幾名骨干成員前往國家超算無錫中心，集中驗証研發的關鍵技術。驗証的過程並沒想象中順利，原本計劃1周完成任務，最終連續作戰了1個多月才攻克系列難題。出發時隻帶著幾件單衣的攻關團隊，回來時已穿上了羽絨服。

經過這次密集攻關，智能超算中心研發的超算互聯網平台已基本搭建完成並形成示范應用。“長三角環境預測數值裝置”在超算互聯網平台上成功部署，實現了該裝置所需軟硬件資源的智能化調度，以及對長三角環境的多模式預測預報。這是超算互聯邁出的重要一步。

“未來，超算互聯網將實現多個超算中心之間算力、存儲、數據和應用等計算資源的充分共享和高效調度，讓超算更加智能化地滿足科學研究、產業應用甚至個人需要。”秦亦說，“我們還在同步推進超算互聯標准研制，為構建統一的跨超算系統互聯體系提供有力支撐，希望服務於國家的‘東數西算’工程。”

智能超算系統作為之江實驗室智能計算數字反應堆的算力底座之一，還將為量子模擬、計算材料、計算天文和計算基因等方向的科學研究提供支撐。奔著讓智能超算能用、好用的目標，團隊也在研究支撐數字化改革的相關應用，比如針對未來社會預測、未來工廠建設、“雙碳”治理等議題。

超算研究既需要專業的超算理論知識，也需要工程開發經驗，天生帶有交叉屬性，需要跨學科知識儲備。25歲的工程專員唐雪飛在加入團隊前，並沒有接觸過超算，但在不到一年時間裡快速成長為科研骨干。“團隊裡，來自賓夕法尼亞州立大學的胡亞運老師給我們分享了密度泛函理論，有望推動藥物發現、超導研究實現新的突破。這個新的知識點讓我非常興奮！”唐雪飛說。

“實驗室為青年科研人員成長提供了廣闊舞台，敢於讓我們挑大梁、當主角。”秦亦說，團隊中的年輕人敢闖敢拼，自驅力很強，成長迅速。

智能超算研究中心黨支部書記湯志航說，黨支部在科研攻關中也發揮著戰斗堡壘作用。“我們一直在探索黨建科研互融互促的模式，比如由支部發起內部技能大比武，時不時來一場超算編程競賽，大家拼技能、比作風、賽成績”。

這支年輕的團隊不僅忙著智能超算方向的前沿研究，還在支撐實驗室打造的數字反應堆重大科技基礎設施。科學與應用並進，他們選擇了一條艱難的路。但他們認定這是一條充滿希望的路。團隊在明確目標后，會將研究任務分解為密集攻關行動。湯志航在學生時代當過兵，一旦進入密集攻關期，他就感覺回到了在特戰隊經歷的“魔鬼周”極限訓練，“雖然強度很大，但一個周期結束后大家的收獲也很大”。

智能超算研究中心只是之江實驗室眾多青年科研團隊的一個縮影，這裡集聚了一大批心有熱望的年輕人。湯志航說：“習近平總書記勉勵廣大青年不負韶華，不負時代，不負人民，在青春的賽道上奮力奔跑，爭取跑出當代青年的最好成績。我們將牢記囑托，胸懷國之大者，構筑國之重器，解決重大問題，讓青春在不懈奮斗中綻放絢麗之花。”（中青報·中青網記者）