我國超算應用團隊再次摘得2021年度“戈登貝爾獎”

2021-11-19 21:33:21 來源: 科技日報 作者: 過國忠 段芳

科技日報記者 過國忠 通訊員 段芳

11月19日,記者從國家超算無錫中心獲悉,在當地時間11月18日下午于美國密蘇里州圣路易斯舉行的全球超級計算大會(SC21)上,來自中國的14人聯合團隊基于新一代神威超級計算機的算力,憑借“超大規模量子隨機電路實時模擬(SWQSIM)”獲得“戈登貝爾獎”。

設立于1987年的“戈登貝爾獎”是國際上高性能計算應用領域的最高學術獎項,主要頒發給高性能應用領域最杰出成就,被稱為“超算領域的諾貝爾獎”。在2016年之前,美國、日本曾壟斷該獎項長達近30年。

據了解,該團隊在新一代神威超級計算機上進行RQC(隨機量子電路)高性能實時模擬,可擴展到4200萬個核心,FP32單精度性能可達120億億次,混合精度性能可達440億億次。并且,傳統超級計算機(IBM Summit)需要1萬年才能完成的運算,他們僅用304秒即可完成。

值得一提的是,該獲獎團隊有來自之江實驗室、國家超級計算無錫中心、清華大學、上海量子科學研究中心等14位研究人員。其中,國家超級計算無錫中心副主任付昊桓,已是第三次摘得“戈登貝爾獎”,他曾于2016年和2017年蟬聯這一超算領域最高獎項。

該團隊負責人劉鑫介紹,與“懸鈴木”200秒完成百萬0.2%保真度采樣任務相比較,“頂點”需要一萬年完成同等復雜度的模擬,SWQSIM則可在304秒以內得到百萬更高保真度的關聯樣本,在一星期內得到同樣數量的無關聯樣本,打破其所宣稱的“量子霸權”。

“‘量子霸權’是一個術語,表示量子計算設備可以在合理的時間內解決一些經典計算機無法解決的問題。”劉鑫說,目前,谷歌公司和中國科技大學的團隊等都聲稱已經開發出實現“量子霸權”的設備。

在劉鑫看來,該軟件還可在60小時內完成比“懸鈴木”更加復雜的1000多倍的量子電路模擬,實現100~400比特量子電路算法的單振幅和多振幅模擬,為未來量子計算的發展提供了堅實的模擬支撐。

相關專家還透露,在團隊獲得戈登貝爾獎的工作中,我國研究人員引入了一個系統的設計過程,涵蓋了模擬所需的算法、并行化和系統架構。通過新一代神威超級計算機,研究團隊有效模擬了一個深度為10x10 (1+40+1)隨機量子電路。在模擬中,研究團隊使用4190萬核處理器實現了計算機1.2Eflops單精度或4.4Eflops混合精度性能。

今年,我國共有3項超算應用入圍戈登貝爾獎,除獲獎團隊應用外,另外兩項應用分別是“千萬核可擴展第一性原理拉曼光譜模擬”和“多架構大規模并行保辛結構電磁全動理學等離子體模擬”,3項應用都曾在此前舉行的2021全國高性能計算學術年會(HPC China 2021)上作報告。

責任編輯: 冷媚
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