近日，科技日報記者從國家超算無錫中心獲悉，在當地時間11月18日下午，在美國密蘇里州聖路易斯舉行的全球超級計算大會（SC21）上，國際計算機協會（ACM）將2021年度“戈登貝爾獎”授予中國超算應用團隊。這是我國聯合科研團隊基於新一代神威超級計算機的應用“超大規模量子隨機電路實時模擬”（SWQSIM）而獲此殊榮。
設立於1987年的“戈登貝爾獎”是國際上高效能計算應用領域的最高學術獎項，主要頒發給高效能應用領域最傑出成就，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。
據瞭解，ACM 旨在跟蹤平行計算隨時間的進展，特別強調將高效能計算應用於科學、工程和大規模資料分析領域的創新獎勵。今年的戈登貝爾獎決賽有6個專案，涉及量子計算、分子動力學、光譜學及核聚變等多個領域。
該團隊在新一代神威超級計算機上進行 RQC（隨機量子電路）高效能實時模擬，可擴充套件到4200萬個核心，FP32 單精度效能可達120億億次，混合精度效能可達440億億次。並且，傳統超級計算機需要1萬年才能完成的運算，現在他們僅用304秒即可完成。
值得一提的是，該獲獎團隊由來自之江實驗室、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單位的14位研究人員組成。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，他曾於2016年和2017年蟬聯這一超算領域最高獎項。
圖為 2017年戈登貝爾獎頒獎現場
該團隊負責人劉鑫介紹，與“懸鈴木”200秒完成百萬0。2%保真度取樣任務相比較，“頂點”需要一萬年完成同等複雜度的模擬，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，用於表示量子計算裝置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。
圖為 團隊負責人劉鑫在HPC China 2021作報告
相關專家透露，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，涵蓋了模擬所需的演算法、並行化和系統架構。另外，使用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。尤其在模擬中，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混合精度效能。
在劉鑫看來，該軟體還可在60小時內完成比“懸鈴木”更加複雜的1000多倍的量子電路模擬，實現100~400位元量子電路演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。
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“千萬核可擴充套件第一性原理拉曼光譜模擬”和“多架構大規模並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全國高效能計算學術年會（HPC China 2021）上作報告。
