打破“量子霸权”的超算应用是怎样炼成的？本文转自：中国科学报作者

本文转自：中国科学报
作者｜赵广立
付昊桓，现任国家超级计算无锡中心副主任、清华大学地学系长聘教授。“80后”的他，身上有个“超算青年”的标签。这个标签不简单：中国超算应用团队迄今共4次（含国际合作1次）摘得有着“超算应用领域的诺贝尔奖”之称的“戈登贝尔奖” ，付昊桓3次深度参与其中。
去年11月，凭借打破谷歌所谓“量子霸权”的超算应用，我国一支14人组成的团队摘得2021年度“戈登贝尔奖” 。1月18日，这一事件入选了由两院院士评选的“2021年度国内十大科技进展新闻” 。
作为获奖团队代表，付昊桓于1月20日作客科学网直播间，在接受《中国科学报》独家访谈过程中，分享了该团队挑战这一应用背后的逸闻趣事。

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付昊桓本人供图
获奖背后有许多无名英雄
《中国科学报》：近几年中国超算应用在“戈登贝尔奖”这一“舞台”大放异彩，你在几次获奖中也参与甚多。请先简要介绍下，这是一个什么样的奖项？
付昊桓：戈登贝尔奖最初是由戈登·贝尔1987年设立的一项鼓励并行计算应用的奖项，后来在2006年与国际计算机协会（ACM）合作，由后者负责奖项的管理与运维。
戈登贝尔奖强调的是，如何使用顶尖的超级计算机解决一个科学、工程或大规模数据分析的应用难题。这反映了超算的典型特点，逐渐成为高性能计算应用领域的标杆。
要冲击戈登贝尔奖，有两个重要的方面：是否调动了顶尖超级计算机全系统之力，是否解决了科学或工程等应用上的一个难题并有所创新。可以说，近年来我国超算的发展为我们提供了冲击这一奖项的必要条件。
《中国科学报》：在2016、2017、2021这几年的戈登贝尔奖中都有你的身影，可以说是“常客”了。能否总结一下有哪些获奖的诀窍？
付昊桓：首先我觉得我非常幸运，能够遇到这些优秀的合作者。
以2021年度为例，我们是一个14人组成的团队，领域非常交叉。
很多超算应用其实都是很复杂的问题，要取得突破需要多学科交叉思维，需要不同领域专家的共同参与。其实我们每一年去冲击戈登贝尔奖的应用背后，都有多家单位合作。
在交叉问题挑战的基础上，我们还要实现应用模型在超算上的高效运转，这是超算上下层的“交叉” 。
比如“神威·太湖之光”是全球第一台每秒10亿亿次浮点运算能力的超算，它有上千万核。而要协调千万核去做一件事，需要高度系统性的设计与实现。
当然，我们能够冲击戈登贝尔奖最大的基础，在于我国超算系统有了一个长足的发展，在硬件层面实现了许多科学和工程上的突破。
可以说，超算硬件研制方、系统维护方等等都在背后起到了非常大的作用、作出了自己的贡献。所以，戈登贝尔奖是属于大家的、也属于中国超算背后的无名英雄们。
挑战“量子霸权”是“在别人划定的战场去对垒”
《中国科学报》：你们团队摘得2021年度戈登贝尔奖的超算应用，听上去很震撼：打破了谷歌当年所宣称的“量子霸权” 。团队当初为何要去做对标量子计算的这个超算模拟？
付昊桓：首先， “量子霸权”现在被越来越多地翻译成“量子优越性” 。从计算的视角来看，量子计算机在一些特定的场景下，能体现出对超级计算机的巨大优势，随机量子线路采样就是其中一个。