在当地时间11月18日下午于美国密苏里州圣路易斯举行的全球超级计算大会（SC21）上，国际计算机协会（ACM）将2021年度“戈登贝尔奖”授予中国超算应用团队。这个14人团队凭借基于我国新一代神威超级计算机的应用“超大规模量子随机电路实时模拟”（SWQSIM）获此殊荣。
获奖项目：Closing the "Quantum Supremacy" Gap: Achieving Real-Time Simulation of a Random Quantum Circuit Using a New Sunway Supercomputer.（弥合“量子霸权”：使用新神威超级计算机实现随机量子电路的实时模拟），图中“Zhejiang Lab in Hangzhou”是为“Zhejiang Lab in Hangzhou”，即“之江实验室”
这14人分别是来自之江实验室及国家超级计算无锡中心的刘勇、刘鑫、李芳、杨雨灵、宋佳伟、赵朋朋、王臻、彭达佳、陈华蓉，清华大学及国家超级计算无锡中心的付昊桓、陈德训，国家超级计算无锡中心的吴汶钊，上海量子科学研究中心的黄合良、郭楚。其中刘鑫、付昊桓、郭楚、陈德训为共同通信作者。
2021戈登贝尔奖应用解析
据团队负责人刘鑫介绍，与“悬铃木”200秒完成百万0.2%保真度采样任务相比较，“顶点”需要一万年完成同等复杂度的模拟，SWQSIM则可在304秒以内得到百万更高保真度的关联样本，在一星期内得到同样数量的无关联样本，打破其所宣称的“量子霸权”。
“量子霸权”是一个术语，用于表示量子计算设备可以在合理的时间内解决一些经典计算机无法解决的问题。目前，谷歌公司和中国科技大学的团队等都声称已经开发出实现“量子霸权”的设备。
刘鑫进一步介绍，该软件还可在60小时内完成比“悬铃木”更加复杂的1000多倍的量子电路模拟，实现100~400比特量子电路算法的单振幅和多振幅模拟，为未来量子计算的发展提供了坚实的模拟支撑。
“可以肯定地回答，谷歌提出的随机量子电路采样任务所谓的‘量子霸权’并不成立，我们的工作表明了这一点：经典超级计算机也可以做到。”刘鑫说。
在团队获得戈登贝尔奖的工作中，研究人员引入了一个系统的设计过程，涵盖了模拟所需的算法、并行化和系统架构。使用新一代神威超级计算机，研究团队有效模拟了一个深度为10x10 (1+40+1)随机量子电路。在模拟中，研究团队使用4190万核处理器实现了计算机1.2Eflops单精度或4.4Eflops混合精度性能。
团队负责人刘鑫在HPC China 2021上作报告
今年我国共有3项超算应用入围戈登贝尔奖，除获奖团队应用外，另外两项应用分别是“千万核可扩展第一性原理拉曼光谱模拟”和“多架构大规模并行保辛结构电磁全动理学等离子体模拟”，3项应用都曾在此前举行的2021全国高性能计算学术年会（HPC China 2021）上作报告。
设立于1987年的“戈登贝尔奖”是国际上高性能计算应用领域的最高学术奖项，主要颁发给高性能应用领域最杰出成就，被称为“超算领域的诺贝尔奖”。在2016年之前，美国、日本曾垄断该奖项长达近30年。
中国戈登贝尔奖获奖一览
中国超算应用于2016年实现了对“戈登贝尔奖”的“破冰”，此后又先后于2017年、2020年（下有说明）摘得这一桂冠。
2020年，一支主要由中国科学家构成的中美研究团队（8位获奖者中有7张中国面孔），凭借“将具有第一性原理精度的分子动力学模拟的极限提升至1亿个原子规模”摘得2020年度戈登贝尔奖。
下面是三次获奖的概况：
  • 2016年，中科院软件所杨超研究员与清华大学副教授薛巍、付昊桓等人联合北师大组成的研究团队凭借在“神威·太湖之光”上运行的分辨率精确到公里级的全球大气云分辨模拟应用，一举摘得该项锦标，实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。
2016年戈登贝尔奖颁奖现场
  • 2017年，清华大学地球系统科学系副教授付昊桓团队联合清华大学计算机系、山东大学、南方科技大学、中国科学技术大学、国家并行计算机工程技术研究中心和国家超级计算无锡中心等共同完成的首次实现对唐山大地震发生过程的高分辨率精确模拟，蝉联“戈登贝尔奖”。
2017年戈登贝尔奖颁奖现场
  • 2020年，一支主要由中国科学家构成的中美研究团队（8位获奖者中有7张中国面孔），他们因使用HPC+AI+物理模型结合的方法，“将具有第一性原理精度的分子动力学模拟的极限提升至1亿个原子规模”，最终摘得戈登贝尔奖。
2020年戈登贝尔奖因疫情线上颁奖，8位获奖者中有7张中国面孔
另据最新消息，2021年度“戈登贝尔新冠特别奖”被授予一个由6人组成的日本团队，他们因在“富岳”超级计算机上的“飞沫/气溶胶感染风险评估的数字化模拟”项目荣获这一殊荣。我国此次入围该奖项的项目“自由能微扰—绝对结合自由能方法的大规模新冠药物虚拟筛选”无缘这一奖项。
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