2021年11月18日下午于美國(guó)密蘇里州圣路易斯舉行的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC21）上，國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）將2021年度“戈登貝爾獎(jiǎng)”授予中國(guó)超算應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。這支由之江實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家超算無(wú)錫中心等單位研究人員組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，基于新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用“超大規(guī)模量子隨機(jī)電路實(shí)時(shí)模擬”（SWQSIM）獲此殊榮。

   在這項(xiàng)工作中，研究人員引入了一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，涵蓋了模擬所需的算法、并行化和系統(tǒng)架構(gòu)。使用新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)，研究團(tuán)隊(duì)有效模擬了一個(gè)深度為10x10（1+40+1）隨機(jī)量子電路。

   與谷歌量子計(jì)算機(jī)“懸鈴木”200秒完成0.2%保真度的百萬(wàn)采樣任務(wù)相比較，“頂點(diǎn)”需要一萬(wàn)年完成同等復(fù)雜度的模擬，SWQSIM應(yīng)用則可在304秒以內(nèi)得到百萬(wàn)更高保真度的關(guān)聯(lián)樣本，在一星期內(nèi)得到同樣數(shù)量的無(wú)關(guān)聯(lián)樣本，一舉打破其所宣稱的“量子霸權(quán)”。

   SWQSIM應(yīng)用還可在60小時(shí)內(nèi)完成比“懸鈴木”更加復(fù)雜的1000多倍的量子電路模擬，實(shí)現(xiàn)100~400比特量子電路算法的單振幅和多振幅模擬，為未來(lái)量子計(jì)算的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的模擬支撐。

   設(shè)立于1987年的“戈登貝爾獎(jiǎng)”是國(guó)際上高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)，主要頒發(fā)給高性能應(yīng)用領(lǐng)域最杰出成就，被稱為“超算領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”。在2016年之前，美國(guó)、日本曾壟斷該獎(jiǎng)項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)近30年。

   據(jù)了解，ACM旨在跟蹤并行計(jì)算隨時(shí)間的進(jìn)展，特別強(qiáng)調(diào)將高性能計(jì)算應(yīng)用于科學(xué)、工程和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)。2021年的“戈登貝爾獎(jiǎng)”決賽有6個(gè)項(xiàng)目，涉及量子計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)、光譜學(xué)及核聚變等多個(gè)領(lǐng)域。

   值得一提的是，該獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)由來(lái)自之江實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心、清華大學(xué)、上海量子科學(xué)研究中心等單位的14位研究人員組成。其中，國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心副主任付昊桓已是第三次摘得“戈登貝爾獎(jiǎng)”，他曾于2016年和2017年蟬聯(lián)這一超算領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)。■