2022年上半年全球超級計算機500強榜單于5月31日揭曉，美國超級計算機“前沿”首次上榜并位列榜首，日本超級計算機“富岳”在連續(xù)兩年蟬聯榜首后，本次被“前沿”超越降至第二位。

全球超級計算機500強榜單由國際組織“TOP500”編制，每半年發(fā)布一次，給全球已安裝的超級計算機進行排名，也是該領域的權威榜單。在本次榜單中，前五名依舊被美國、歐洲、日本包攬，名次分別為：1.美國超算“前沿”；2.日本“富岳”；3.芬蘭“盧米”（歐洲最大的超算）；4.美國“頂點”；5.美國“山脊”。

中國雖未擠進前五，不過也在前十名中，其中“神威·太湖之光”和“天河二號”分別位居第六位和第九位。不過，根據公開數據，目前“神威·太湖之光”的算力不及美國“前沿”的十分之一。

E級超算：超級計算機界的下一頂皇冠

超級計算機看似離普通人的生活有點遠，卻是大國發(fā)展的基礎和必爭領域。

在該榜單上，位列榜首的美國超級計算機“前沿”（由美國橡樹嶺國家實驗室開發(fā)），其運算峰值速度超過每秒100億億次，是國際上公告的首臺每秒能執(zhí)行百億億次浮點運算的超級計算機（簡稱“E級超算”）。

百億億級超級計算機（E級超算），這個量級意味著什么？為何各國都在牟足勁追求這個數量級的運算水平？

根據業(yè)界觀點，E級超算是國際上高端信息技術創(chuàng)新和競爭的制高點，被全世界公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”，不僅意味著速度的大幅提升，還意味著大規(guī)模超算設備的功耗也有質的下降（全球超算領域的科學家們幾乎都在為降低功耗而努力）。

超高的研發(fā)要求意味著更具潛力的應用場景。

舉個例子，E級超算作為各國現階段的奮斗目標，這一量級能夠幫助各國解決迫在眉睫的能源危機和氣候環(huán)境問題，比如核能。中美俄等超級大國擁有核武器，美國就會在一些海域進行核武器實驗，然而核彈爆炸會造成污染，對海洋和全球環(huán)境都會產生關聯影響。

通過超級計算機，科學家就可以在實驗室實施亞臨界核試驗，與真正核試爆的效果相同，還可以避免很多難以預測到的負面遺留癥候。

不僅是能源和氣候領域，憑借超快的反應速度和計算速度，超級計算機能夠執(zhí)行更加復雜的任務，包括：宇宙起源探索等科學研究、支持創(chuàng)新和區(qū)域產業(yè)服務、觀測氣象變化、破解加密數據、模擬超高音速飛行、石油勘探、動力試驗、工程物理、核武器實驗等高度精密的軍事實驗。

正因為這些頗具前景的應用，E級超算也被認作是大國之間的超級軍備競賽。美國空軍和能源局就是“前沿”的最終用戶，根據媒體報道，“前沿”可能會最先運用于美國軍方而非造福全人類的項目。

超級計算機的大國之爭

雖然在單個超級計算機中，中國暫時無法位列前五，但根據榜單顯示，全球浮點運算性能最強的500臺超級計算機中，中國部署的超級計算機數量位列全球第一（173臺），占總體份額的34.6％。

再具體一點來看，高校排名中，上海交通大學部署的“思源一號”排名第138位，是國內高校擁有的最強超算（位列第一），在全球頂級大學部署的超算系統(tǒng)中亦是名列前茅（位列第五，僅次于麻省理工學院，超過哈佛和劍橋）。

再從制造商來看，榜單500臺超算中，聯想集團交付了161臺，是目前世界最大的超級計算機制造商。除了聯想之外，國內的浪潮、曙光亦是位列其中，此前從未出現在榜單上的華為也上榜了。

另外，據一些專業(yè)人士看法，這個榜單上關于中國的排名和相關數據也許并不符合當前中國的實際水平。早前，因為芯片供應的封鎖，中國的超算受制于美國，一下從第一的位置跌落，之后，中國在超算上的發(fā)展更加低調。有消息稱，中國已經有兩款超算進入了E級超算行列，只是并未申報，所以榜單排名并無變化，上榜超算的運算速度也沒有改變。

由此可見，在傳統(tǒng)計算機領域，中國的超級計算機實力也許并不像榜單所顯示的一般落后。當然，關于此消息，筆者并未找到官方說法用以證實，不過目前一些發(fā)表的論文中有所顯露。

不僅是超算不居于人后，據官媒消息，6月1日在德國漢堡舉辦的國際高性能計算大會公布了第24屆Graph 500排名，中國的圖計算機——DepGraph Supernode，在國際上首次實現單機性能超越了超級計算機的圖計算性能，性能超過日本“富岳”等超級計算機，蟬聯全球第一并打破世界紀錄。

該圖計算機DepGraph由華中科技大學張宇副教授和趙進博士主持研發(fā)，在去年公布的第23屆Graph 500排名中，圖計算機DepGraph就已經登頂，本次排名繼續(xù)蟬聯榜首。

圖計算是表達事物之間復雜關聯關系的組織結構，現實生活中的諸多應用場景都需要用到圖計算，如淘寶用戶好友關系圖、道路圖、電路圖、病毒傳播網、國家電網、文獻網、社交網和知識圖譜等等。

大數據時代，數據之間的關聯以及隱藏規(guī)律是科技公司、廣告公關等等機構都想要獲取的重要信息。為了從這些數據之間的關聯中得到有用信息，大量圖算法層出不窮。

作為下一代人工智能的核心技術，目前圖計算已被廣泛應用于醫(yī)療、教育、軍事、金融等多個領域，并備受各國政府、全球研發(fā)機構和巨頭公司關注，成為全球科技競爭新的戰(zhàn)略制高點。

量子計算：計算機領域的另一必爭之地

華為總裁任正非曾闡釋過量子計算機的重要性，目前華為也在量子計算領域有所投入。當然，重金投入的并非只有華為一家。

作為未來各個國家科技領域發(fā)展的一個必爭之地，量子計算機跟超級計算機一樣，是事關國運、頗具前景的科技前沿領域。中國在量子計算機領域，潛力和實力同樣不容小覷。

量子計算與經典計算并非取代和被取代的關系，量子計算機在一些對算力要求極高的特定場景中，會有更大的發(fā)揮價值和獨特優(yōu)勢。

以金融領域為例，量子計算很適合復雜的金融建模，在投資組合定價、衍生品定價等方面具有潛在優(yōu)勢。據不完全統(tǒng)計，全球已有超過25家國際大型銀行及金融機構與量子計算企業(yè)開展合作研究。

不僅是金融領域，去年1月，Quantinuum（前劍橋量子公司）就與全球TOP3制藥巨頭羅氏達成合作，開發(fā)治療阿爾茨海默癥和其他疾病的新療法。去年3月，德意志交易所集團聘請法蘭克福的金融科技公司JoS QUANTUM開發(fā)了一種量子算法，以解決業(yè)務風險模型中存在的難題。

目前，國內一批高校科研院所和科技公司已經在量子計算領域投入大量心血，包括：中國科學技術大學、本源量子、國盾量子、啟科量子、阿里巴巴達摩院量子實驗室、百度量子計算研究所、騰訊量子實驗室、華為、京東探索研究院等等。

可以看到，在量子計算領域，院所實力強悍，大廠不甘落后。但總體而言，國內領先的量子計算公司主要是以本源量子、國盾量子等為代表的依托高校的公司。

量子計算行業(yè)目前處于早期探索階段，核心參與者不多，產業(yè)鏈上下游也較為清晰，產業(yè)鏈初具雛形。在國外，除了IBM、谷歌、亞馬遜等等科技巨頭，一些初創(chuàng)企業(yè)也獲得數億美元的風險投資。

不過，當前量子計算機的發(fā)展仍然處于起步階段，造價十分昂貴，維護成本也相當高，所以目前的量子計算機基本位于全球頂級的大學或者研究實驗室內，如國內中科院的九章二號、祖沖之二號。

尾聲

根據ICV研究，2021年，全球量子計算市場規(guī)模約為8億美元，預計到2024年市場規(guī)模將增長到40億美元左右。

去年是量子計算領域投融資大爆發(fā)的一年，根據ICV統(tǒng)計數據，2021全年，全球量子計算公司共完成融資26.91億美元，比過去十年融資總和還多，是2020年融資額的1.6倍左右。

從排名來看，中美兩國融資最活躍，不過金額差距較大，美國投融資更活躍，且已有企業(yè)拿到D輪融資。相較而言，中國公司融資多集中于A輪和天使輪，商業(yè)化程度和進程更低更慢。

為了迎頭趕上，在國內，量子科技已經成為“十四五”發(fā)展戰(zhàn)略重點，在《國務院政府工作報告》、十四五規(guī)劃和2035年遠景目標等政策文件中均多次被提及，中國20多個省市將量子科技寫進地方“十四五”規(guī)劃。未來，無論是超算還是量子計算，相信中國都有勇攀巔峰的實力和底氣。來源：金融界資訊