第26屆中國青年五四獎章集體
勇闖智能超算“無人區(qū)”的年輕人
——記之江實驗室智能超算研究中心團隊
編者按
黨的十八大以來，各行各業(yè)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(chuàng)新、助力鄉(xiāng)村振興、留學歸國創(chuàng)業(yè)、埋頭苦干實業(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)出為實現(xiàn)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(xiàn)有志氣、有骨氣、有底氣的青年一代昂揚向上的精神特質(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(fā)的量子計算模擬器——“超大規(guī)模量子隨機電路實時模擬”(SWQSIM)，獲超級計算應用領(lǐng)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(lǐng)域登頂。
“戈登·貝爾”獎設立于1987年，主要獎勵高性能計算應用領(lǐng)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(tǒng)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(tǒng)的設計過程，涵蓋了模擬所需的基礎算法、并行算法和系統(tǒng)級優(yōu)化方法。他們基于新一代神威超級計算機，提出近似最優(yōu)的張量網(wǎng)絡并行切分和收縮方法及混合精度算法，可高效擴展至數(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計算性能。學術(shù)界評價這是一項打破“量子霸權(quán)”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個月的時間里，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(shù)據(jù)時代背景下，巨量計算數(shù)據(jù)、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(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)和應用體系。之江實驗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，并通過應用發(fā)揮其在科研和產(chǎn)業(yè)上的重大價值。”
談起專業(yè)領(lǐng)域的知識，之江實驗室工程專家秦亦非常自信，“超算互聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)，如何統(tǒng)一描述并協(xié)同調(diào)度不同標準的超算資源，都需要新的構(gòu)思設計，并不斷通過實踐來驗證新想法”。
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，集中驗證研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。驗證的過程并沒想象中順利，原本計劃1周完成任務，最終連續(xù)作戰(zhàn)了1個多月才攻克系列難題。出發(fā)時只帶著幾件單衣的攻關(guān)團隊，回來時已穿上了羽絨服。
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)平臺已基本搭建完成并形成示范應用。“長三角環(huán)境預測數(shù)值裝置”在超算互聯(lián)網(wǎng)平臺上成功部署，實現(xiàn)了該裝置所需軟硬件資源的智能化調(diào)度，以及對長三角環(huán)境的多模式預測預報。這是超算互聯(lián)邁出的重要一步。
“未來，超算互聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)多個超算中心之間算力、存儲、數(shù)據(jù)和應用等計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研究、產(chǎn)業(yè)應用甚至個人需要。”秦亦說，“我們還在同步推進超算互聯(lián)標準研制，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，希望服務于國家的‘東數(shù)西算’工程。”
智能超算系統(tǒng)作為之江實驗室智能計算數(shù)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(shù)字化改革的相關(guān)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(yè)的超算理論知識，也需要工程開發(fā)經(jīng)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，并沒有接觸過超算，但在不到一年時間里快速成長為科研骨干。“團隊里，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(fā)現(xiàn)、超導研究實現(xiàn)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臺，敢于讓我們挑大梁、當主角。”秦亦說，團隊中的年輕人敢闖敢拼，自驅(qū)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(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(shù)字反應堆重大科技基礎設施。科學與應用并進，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(guān)行動。湯志航在學生時代當過兵，一旦進入密集攻關(guān)期，他就感覺回到了在特戰(zhàn)隊經(jīng)歷的“魔鬼周”極限訓練，“雖然強度很大，但一個周期結(jié)束后大家的收獲也很大”。
智能超算研究中心只是之江實驗室眾多青年科研團隊的一個縮影，這里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(gòu)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。”
本報杭州5月3日電
中青報·中青網(wǎng)記者 蔣雨彤 來源：中國青年報