“中国超算”的创新之路

科技创新是引领发展的第一动力。新时代十年，我国加快推进科技自立自强，取得的成绩举世瞩目。

党的二十大报告对我国科技创新领域取得的突破性进展、标志性成果进行了总结，“基础研究和原始创新不断加强，一些关键核心技术实现突破，战略性新兴产业发展壮大，载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航、量子信息、核电技术、新能源技术、大飞机制造、生物医药等取得重大成果，进入创新型国家行列。”

科技兴则民族兴，科技强则国家强。纵观这些“国”字号成果，每一次突破，都会引发社会生产力的突飞猛进；每一项成就的取得，都有着来之不易的创新过程。这其中蕴含着生动的创新故事，启迪和激励着后人不断攀登新的科技高峰。从今天开始，本版推出“在党的二十大精神指引下·科技访谈录”系列策划，邀请各重点领域的一线科技工作者，解读新时代十年取得的科技成就，与我们共话创新，展望未来。

与自己赛跑，与对手赛跑，更要与时间赛跑

记者：在您的眼中，这个世界的节奏是越来越快吧？

卢凯：计算机领域有个著名的定律叫摩尔定律。其核心内容是每18个月至24个月，集成电路可以容纳的晶体管数目会增加一倍。摩尔定律充分显示了信息时代世界节奏之快。提出50多年，摩尔定律仍相当准确地延续着。

与摩尔定律相似，超算领域有一个千倍定律——每十年，超级计算机的运行速度就会提升1000倍。这显示了超算技术惊人的发展速度。为了适应这一速度，超算从业人员不仅需要与自己赛跑，与对手赛跑，更要与时间赛跑。所以，我们必须始终保持奔跑的姿态，超快的节奏，才能赶上时代的步伐。

记者：超级计算机究竟有多快？追求这么快的运算速度意义何在？

卢凯：全世界最快的超级计算机运算速度已经超过每秒100亿亿次。这是什么概念呢？目前主流笔记本电脑运算速度大概每秒10亿次，要10亿个这样的笔记本同时计算，才能赶得上现在最快的超级计算机。如果换成人工计算，1个人不吃不喝不眠不休每秒计算1次，所需要的时间量将更加令人难以想象。

然而，世界万物运行的奇妙也同样令人难以想象：超算业界有个共识，再快的运算速度都会有更大数据量的应用需求。比如天气精细化预报，我们可以把5000平方公里的面积划分成5000个正方形网格，通过采集这些网格的数据，利用大气动力学、热力学方程计算下一阶段天气的状态，从而达到预测天气的目的。这种划分越精细，需要的运算速度就越大，而且呈指数级增长。我们采集的数据越多，预测的就越准确、越长远。

现在精细化预报精度可以达到几米，你头顶的乌云会不会下雨，都可以通过超级计算预测出来。再比如，现在我们要算出台风移动路径，“天河二号”半小时就能解算出来，这样给台风路径上的居民留出了几个小时的避难时间。怎样算台风的路径，几十年前就已经有了成熟的公式。但是，如果算力不足，同样大小的数据量，可能台风都过去了，计算机还没算出来，或者算出来的不准确。这样可能造成极大影响。

超级计算机研发的根本意义在于应用

记者：业内人士常用“算天、算地、算人”来形容超级计算机应用无所不在。那么，超级计算机又是如何“算天、算地、算人”呢？

卢凯：算天——除去刚才提及的天气预报、计算台风路径，超算还可以用来进行宇航器设计、研究天体物理等等。2015年5月，科研人员在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学N体数值模拟，重现了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。

算地——超算常用来支撑地质钻探、遥感测量、重大工程建设等。2011年，中石油东方地球物理公司利用“天河一号”，仅用16小时就完成了1060平方公里石油地震勘探数据的复杂三维处理工作。

算人——与人的生命健康有关的应用，比如新药研发、基因测序、脑科学等，也会用到超算。我们的超算平台在防疫工作中起到了很大的作用，“天河一号”就支撑了许多单位开展抗疫药物筛选、新冠肺炎CT影像综合分析AI辅助系统构建、中西医结合治疗方案研究、疫情预测等工作。“天河二号”能够在一天内完成4000万分子化合物的抗埃博拉病毒药物筛选，帮助人类寻找治疗疾病的方法。这些工作都是需要争分夺秒的，尤其能体现出高运算速度的价值。

记者：有个业内专家称，“某种程度上来说，超级计算机系统的应用比计算机本身更重要。”您怎么理解这句话？

卢凯：我赞同这句话，超级计算机研发的根本意义在于应用。这些年，我国超级计算取得了举世瞩目的成就，“天河二号”创纪录的六连冠至今无人打破。但是，我们在应用上还有很长的路要走。开发应用不仅要懂得超算，还要懂得软件、懂得应用。超算领域一直最缺的就是交叉复合型人才。青年朋友如果对超级计算机感兴趣，就一定要及早补充计算机和应用领域的专业知识。希望既懂超算、又懂超算应用的“超级人才”不断涌现，为中国的超算事业贡献自己的“超级力量”。

作为超算“国家队”，我们是无比幸运的一代人

记者：我们为什么需要像天河这样的超级计算机？

卢凯：现代大科学、大工程、大数据的出现，使得超级计算已经成为与科学理论、科学实验并肩而立的“支撑现代科技大厦”的三大支柱之一。超级计算机是国之重器，是国家经济社会高质量发展和高水平科技创新的重要支撑，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。中国式现代化离不开创新驱动发展的支撑，必须把超级计算机的研发和应用工作，摆在更加重要的位置。

习主席在党的二十大报告中，把超级计算机列入新时代十年重大科技创新成果之一。对于天河团队来说，这是高度肯定，更是激励鞭策。我们深感使命在肩、责任重大，一定不负厚望，勇于担当、奋力开拓，瞄准更快、更强，勇攀高峰，坚决打赢关键核心技术攻坚战，把超级计算事业继续推向前进。

记者：从跟跑、并跑到领跑，您觉得我国超算发展如此迅速的原因是什么？

卢凯：我觉得最重要的是国家战略的支持。计算机学院多年发展形成的“银河精神”，第一句话就是胸怀祖国，因为超算事业就是应满足国家战略需求而生。我的父亲是第一代“银河人”，他曾经给我讲过这样一件事：当年，由于没有高性能的计算机，我国勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理，不仅费用昂贵，而且受制于人。我们想进口一台高性能计算机，对方要求，必须为这台机器建造一个“安全区”，进入该区的只能是某国的工作人员，而中国科技人员无权进入。这件事让他们大受刺激，在各种条件都匮乏的情况下，仅凭着一口气，闯出了中国的超算之路。

我和我的父亲代表了两代超算人。两代人之间，不同的是各自所处的时代背景和身上担负的历史使命，相同的是为党为国为军拼搏牺牲奉献的精神。国家有需求，我们有响应；国家有投入，我们有成果。作为超算“国家队”，我们是无比幸运的一代人，赶上了飞速发展的好时代，日新月异的科技进步，助力我们的机器越做越快、越做越好，终于登上世界超算之巅，创造出光耀祖国、震惊世界的科技奇迹。

超级计算机研制是超大工程，人才的培养，特别是青年人才的培养，至关重要。20世纪90年代中期“银河-III”工程启动，一大批年轻人勇挑重担。正是“银河-III”工程任务的及早历练，使这些人率先脱颖而出，逐步成为各自领域具有重要影响力的科学家。这些年轻人中，先后产生4位院士、10余名专业技术三级以上专家。

不断探索，向世界科技高峰发起冲锋

记者：超算发展日新月异。您认为超级计算机未来的发展方向在哪里？

卢凯：关于超算的未来，业界的猜想很多，争论也很多，主要还是集中在这两个方向上：智能化、网络化。智能化，也有人称为类脑化，旨在实现智能技术与超级计算机结合，创造更加智能化计算机。网络化，也叫作分布化，通过建立类似电网的小型超级计算机网络，实现算力互补的同时，解决超级计算机能耗过高问题。还有人提出过生物计算机、光子计算机等概念，就像量子计算机一样，这些都是值得探索的领域。科技的魅力就在这里，只有不断探索才能不断超越，只要不断探索就能不断超越。

记者：对天河团队年轻一代，您有什么期待？

卢凯：伟大的事业孕育伟大的精神，伟大的精神推动伟大的事业。在长达30年的巨型计算机研制攻关实践中，我们不仅收获了从“银河I”到“天河二号”等一系列高水平自主创新成果，还孕育形成了“胸怀祖国、团结协作、志在高峰、奋勇拼搏”的“银河精神”。“银河精神”鼓舞了一代代“银河人”“天河人”一次次向世界科技高峰发起冲锋。

江山代有才人出，各领风骚数百年。我对天河团队年轻人的期待就是，希望他们继承和发扬“银河精神”，务必创造出超越前人的、更加光辉的业绩。我相信，不管未来超算怎样发展，天河团队都能勇担时代使命，乘势而上、勇攀高峰，取得更多原创性引领性科技创新成果，为加快建设世界科技强国、实现高水平科技自立自强做出新的贡献。

(解放军报 记者 贺舒逸 国文成、张照星整理) 【编辑:张子怡】

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