勇闯智能超算“无人区”的年轻人

第26届中国青年五四奖章集体

勇闯智能超算“无人区”的年轻人

——记之江实验室智能超算研究中心团队

编者按

党的十八大以来，各行各业的青年一代在以习近平同志为核心的党中央的指引下健康成长、成才，在科技自主创新、助力乡村振兴、留学归国创业、埋头苦干实业、开拓新兴行业、抗击新冠肺炎疫情等诸多领域，涌现出为实现中华民族伟大复兴的中国梦而刻苦奋斗的众多青年典型和感人事迹。本报即日起在报纸显著版面和全媒体各端口开设《奋斗者·正青春》专题、专栏，报道这些青年人物的感人事迹，展现有志气、有骨气、有底气的青年一代昂扬向上的精神特质，迎接党的二十大的胜利召开。

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在建团百年之际，之江实验室智能超算研究中心团队荣获第26届中国青年五四奖章集体。这支在青春赛道上奋力奔跑的科研团队中，35岁以下的年轻人占比近九成。他们不仅勇闯智能超算“无人区”，还是一支非常活跃的运动队，用他们的话说，“无论在生活还是科研中，都要争取跑出当代青年的最好成绩”。

2021年，之江实验室牵头的中国超算应用团队，凭借新一代神威超级计算机研发的量子计算模拟器——“超大规模量子随机电路实时模拟”(SWQSIM)，获超级计算应用领域的国际最高奖项“戈登·贝尔”奖。这是继2016年、2017年、2020年之后，中国团队再次在超级计算应用领域登顶。

“戈登·贝尔”奖设立于1987年，主要奖励高性能计算应用领域最杰出成就，通常由当年TOP500排行榜上名列前茅的计算机系统应用获得，美国“泰坦”超级电脑、日本“京”超级计算机上的应用软件都曾获得此奖。

获奖团队首席、之江实验室智能超算研究中心研究员刘鑫介绍，在这项工作中，研究人员引入了一个系统的设计过程，涵盖了模拟所需的基础算法、并行算法和系统级优化方法。他们基于新一代神威超级计算机，提出近似最优的张量网络并行切分和收缩方法及混合精度算法，可高效扩展至数千万核并行规模，并提供每秒4.4百亿亿次的持续计算性能，是超算领域全世界目前已知的最高混合精度浮点计算性能。学术界评价这是一项打破“量子霸权”的突破性研究成果。

在获得“戈登·贝尔”奖后，该团队成员没有停步，在不到3个月的时间里，将神威量子模拟器的性能指标提升了3倍。刘鑫说：“计算无极限，应用无止境，要坚持做更高更快更强的超算应用。”

在大数据时代背景下，巨量计算数据、新型智能算法、高精度计算需求、各类应用间的高效互通需求，不断挑战着传统超算的性能极限，亟须打造新型智能超算软硬件系统，形成智能超算技术和应用体系。之江实验室总工程师赵志峰说：“建超算、联超算、用超算，每一步都不容易。但我们还是坚持要做这件事，构建世界领先的智能超算算力，并通过应用发挥其在科研和产业上的重大价值。”

谈起专业领域的知识，之江实验室工程专家秦亦非常自信，“超算互联网是个比较前沿的方向，如何建立一个跨超算中心的存储系统，如何统一描述并协同调度不同标准的超算资源，都需要新的构思设计，并不断通过实践来验证新想法”。

2021年下半年，智能超算团队的几名骨干成员前往国家超算无锡中心，集中验证研发的关键技术。验证的过程并没想象中顺利，原本计划1周完成任务，最终连续作战了1个多月才攻克系列难题。出发时只带着几件单衣的攻关团队，回来时已穿上了羽绒服。

经过这次密集攻关，智能超算中心研发的超算互联网平台已基本搭建完成并形成示范应用。“长三角环境预测数值装置”在超算互联网平台上成功部署，实现了该装置所需软硬件资源的智能化调度，以及对长三角环境的多模式预测预报。这是超算互联迈出的重要一步。

“未来，超算互联网将实现多个超算中心之间算力、存储、数据和应用等计算资源的充分共享和高效调度，让超算更加智能化地满足科学研究、产业应用甚至个人需要。”秦亦说，“我们还在同步推进超算互联标准研制，为构建统一的跨超算系统互联体系提供有力支撑，希望服务于国家的‘东数西算’工程。”

智能超算系统作为之江实验室智能计算数字反应堆的算力底座之一，还将为量子模拟、计算材料、计算天文和计算基因等方向的科学研究提供支撑。奔着让智能超算能用、好用的目标，团队也在研究支撑数字化改革的相关应用，比如针对未来社会预测、未来工厂建设、“双碳”治理等议题。

超算研究既需要专业的超算理论知识，也需要工程开发经验，天生带有交叉属性，需要跨学科知识储备。25岁的工程专员唐雪飞在加入团队前，并没有接触过超算，但在不到一年时间里快速成长为科研骨干。“团队里，来自宾夕法尼亚州立大学的胡亚运老师给我们分享了密度泛函理论，有望推动药物发现、超导研究实现新的突破。这个新的知识点让我非常兴奋！”唐雪飞说。

“实验室为青年科研人员成长提供了广阔舞台，敢于让我们挑大梁、当主角。”秦亦说，团队中的年轻人敢闯敢拼，自驱力很强，成长迅速。

智能超算研究中心党支部书记汤志航说，党支部在科研攻关中也发挥着战斗堡垒作用。“我们一直在探索党建科研互融互促的模式，比如由支部发起内部技能大比武，时不时来一场超算编程竞赛，大家拼技能、比作风、赛成绩”。

这支年轻的团队不仅忙着智能超算方向的前沿研究，还在支撑实验室打造的数字反应堆重大科技基础设施。科学与应用并进，他们选择了一条艰难的路。但他们认定这是一条充满希望的路。团队在明确目标后，会将研究任务分解为密集攻关行动。汤志航在学生时代当过兵，一旦进入密集攻关期，他就感觉回到了在特战队经历的“魔鬼周”极限训练，“虽然强度很大，但一个周期结束后大家的收获也很大”。

智能超算研究中心只是之江实验室众多青年科研团队的一个缩影，这里集聚了一大批心有热望的年轻人。汤志航说：“习近平总书记勉励广大青年不负韶华，不负时代，不负人民，在青春的赛道上奋力奔跑，争取跑出当代青年的最好成绩。我们将牢记嘱托，胸怀国之大者，构筑国之重器，解决重大问题，让青春在不懈奋斗中绽放绚丽之花。”

本报杭州5月3日电

中青报·中青网记者 蒋雨彤 来源：中国青年报 【编辑:房家梁】