平均34岁！超级大奖背后的中国“梦之队”

当一台超级计算机遇到量子计算，会激起怎样的火花？前不久，来自中国的超级计算应用团队以量子计算模拟器3354项目“超大规模量子随机电路实时仿真”获得了超级计算应用领域的国际最高奖——戈登贝尔奖。

鲜为人知的是，超级计算奖的背后是一支多学科、年轻有为的中国“梦之队”。该团队由芷江实验室和国家超算无锡中心的、刘欣等9名成员，清华大学和国家超算无锡中心的付浩欢、陈德勋，国家超算无锡中心的吴，上海量子科学研究中心的黄、郭楚等14名成员组成。获奖的平均年龄是34岁。其中，刘欣、傅浩欢、郭楚、陈德勋为成果论文的共同作者。

论文合著者、清华大学地球系统科学系教授、国家超级计算无锡中心副主任付浩寰对中国青年报、中国青年网记者表示，此次大奖也充分发挥了跨学科团队的“强强联合”，涉及的专业横跨计算机、数学、物理、量子计算等多个学科。

“我们这次做的是量子计算的超级计算机应用。这个团队包括研究超级计算的人，研究量子的人，以及数学、物理和其他领域的专家。我们将一起从我们擅长的层面进行综合创新。我认为这也是最终获奖的重要原因。”付伟说。

量子计算有其独特的性能优势，许多国家的科学家都在努力开发量子计算机。然而，随着量子计算机规模的扩大，如何验证量子计算机的准确性成为量子计算机研发的主要瓶颈之一。中国超级计算机应用团队的这项最新研究，在前期工作的基础上，提出了一套自己独特的算法，实现了准实时量子模拟，让人们更接近未来量子计算机的诞生。

在一些应用场景中，量子计算设备可以展现出传统计算机无法比拟的性能优势。这也是科学界常说的“量子霸权”。

“为什么非要用经典的电脑来验证？这是因为构建量子计算机，首先要保证计算结果的准确性。但是量子计算机的运行时间是以秒计算的，而经典计算机的验证是以天甚至年计算的。所以，现在量子计算机研发的主要难点之一就是如何找到一个好的算法，让验证工作更快。”团队成员之一，来自上海量子科学研究中心的郭楚解释道。

为了超越如此庞大复杂的障碍，团队从量子仿真算法、张量网络图的分割方法、收缩路径优化、与底层超算硬件相关的张量算符优化等多方面着手，真正将应用、算法、架构的考虑融合在一起，实现了基于新一代神威超算的准实时量子电路仿真。

“我认为跨学科在我们的工作中起着非常重要的作用，是研究顺利进行的重要原因。”作为一名研究量子的年轻研究员，32岁的郭楚博士期间的“跨界”，让超级计算和量子计算这两个不相关的领域发生了碰撞。

“在攻读博士期间，作为一名物理专业的学生，我写的代码可能比计算机专业的学生多得多。”郭楚说，博士期间，他花了一年半的时间编程，用代码实现了一整套张量网络算法。他说，“其实我当时做的是一个比较基础的工作，花的时间比较长，所以我发表的论文不能像同学那么多，甚至我在读博士期间甚至毕业后都没有用到这个代码。”

然而，机会总是留给有准备的人。在这项科研成果中，曾经看似“无用”的郭楚，成为了核心技术之一。

说起自己跨界进入超级计算领域，甚至获得国际奖项的经历，郭楚笑着说：“能够和超级计算团队合作，完全是巧合。我们在2019年的一次学术会议上偶然相遇，聊了聊彼此的研究，了解了各自的优势和需求，找出了现有的合作机会。事实上，我们是两个完全不相关的领域。”

在队里，郭楚已经算是“老人”了。他说，队里的年轻人总是“拼死三郎”奋战在一线，充满热情和冲劲。

团队成员之一的吴用了整整一个晚上的时间，在机器上实现了一个很好的算法，直接将整个项目的运行效率提升了10倍以上，给郭楚留下了深刻的印象。

吴曾经是清华大学地质系的研究生。毕业后在无锡国家超级计算中心工作。2020年起，负责新一代神威超级计算平台深度学习框架的开发。“我在地质系学习期间，该系一直鼓励跨学科研究。现在，我很荣幸能够不断尝试将所学应用到新的领域。”吴对说道。

该奖项也是清华大学超级计算机团队第三次获得“戈登贝尔”奖。2016年至2017年，清华超级计算机团队参与大气动力学方程求解器并主导非线性地震模拟工作，实现了近30年来我国该奖项的“零”突破和连任。

作为团队的核心成员，傅浩欢表示，“跨界”已经成为他工作的日常。

“我们不能为了超级计算而做超级计算。我们有很好的硬件基础。最终，超级计算能够通过跨学科等手段，真正服务于经济社会发展的方方面面，能够真正体现超级计算的价值。”付伟说。