數字化、智能化時代背景下，超級計算作為電子信息技術發(fā)展的前沿引領，不斷驅動自主信息技術創(chuàng)新，并以其強大的算力優(yōu)勢，通過數字化、智能化大力提升全要素生產率，成為構筑新質生產力發(fā)展的關鍵動量。

　　新質生產力的特點是創(chuàng)新，關鍵在質優(yōu)，本質是先進生產力。以云計算、移動互聯網、大數據、人工智能等為代表的信息技術從根本上變革人類科技創(chuàng)新范式和生產生活方式，推動新一輪科技革命和產業(yè)革命。超級計算機作為中國信息技術創(chuàng)新突破的代表性成果，歷經幾十年發(fā)展，實現了從每秒億次到千萬億次、億億次，再到百億億次的速度突破，系統帶動了包括計算芯片、互聯通信技術、基礎操作系統以及應用管理軟件的創(chuàng)新，推動構建國產自主信息技術創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈融合發(fā)展格局。

　　新質生產力要高科技、高效能、高質量，核心是大幅提升全要素生產率。超級計算在帶動電子信息領域創(chuàng)新突破的同時，通過高性能計算、高效數據處理、敏捷人工智能創(chuàng)新，為重大創(chuàng)新突破、傳統行業(yè)轉型升級、綜合治理能力提升等提供強大動力?？梢哉f，超級計算能夠廣泛賦能千行百業(yè)，從裝備制造到航空航天、從油氣能源到新能源新材料、從氣象環(huán)保到韌性城市、從生物醫(yī)藥到醫(yī)療健康等，在大幅提升全要素生產率中扮演著重要角色。

　　隨著生成式人工智能的發(fā)展，超級計算以單體最強大算力的顯著優(yōu)勢，結合行業(yè)規(guī)模數據和前沿算法，正在創(chuàng)造更多前所未有的應用場景，從而引領生產要素的創(chuàng)新性配置，進而重塑生產關系和勞動方式，對人類生產方式、思想認知、社會治理等帶來了變革性影響。

　　以超算創(chuàng)新

　　促進產業(yè)鏈發(fā)展

　　把握新質生產力，首先要深刻認識創(chuàng)新在新質生產力發(fā)展中的主導作用。從科技革命和產業(yè)變革的一般規(guī)律看，關鍵環(huán)節(jié)的創(chuàng)新突破將帶來整個創(chuàng)新鏈的發(fā)展。

　　進入新時代以來，我們在超級計算機、人工智能等領域不斷取得重大戰(zhàn)略創(chuàng)新成果，而基于超級計算領域的異構體系架構創(chuàng)新，使中國形成了超級計算系統的自主信創(chuàng)產業(yè)鏈。

　　例如，“天河”“神威”等超級計算機的創(chuàng)新突破，引育了飛騰、麒麟、海光、曙光、申威等基礎軟硬件與國產高速互聯通信等信創(chuàng)產品，形成一個涵蓋自主信息技術研發(fā)、生產、應用的全產業(yè)鏈體系，構建完成自主信息技術產業(yè)生態(tài)，形成千億規(guī)模的信息技術產業(yè)集群，支撐培育新興智能產業(yè)。

　　圍繞超級計算在先進制造研發(fā)、生物醫(yī)藥、油氣能源、新能源新材料開發(fā)等重大產業(yè)領域應用，中國進一步打造產業(yè)領域數字化創(chuàng)新鏈。例如，結合天津“先進制造研發(fā)基地”定位及特色產業(yè)優(yōu)勢，國家超級計算天津中心以天河系列超級計算平臺為載體，在先進制造研發(fā)領域構建起“先進材料研發(fā)+先進產品設計+先進工藝優(yōu)化+先進智能化運維”的數字化創(chuàng)新鏈。

　　實踐證明，超級計算技術的創(chuàng)新突破，推動國產芯片、網絡、操作系統以及應用管理軟件等產業(yè)加速發(fā)展，推動創(chuàng)新鏈與產業(yè)鏈深度融合，加快形成新質生產力，在更高水平上促進高質量發(fā)展。

　　以算力發(fā)展

　　激發(fā)實現二次創(chuàng)新

　　去年底召開的中央經濟工作會議明確提出，要以科技創(chuàng)新推動產業(yè)創(chuàng)新，特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產業(yè)、新模式、新動能，發(fā)展新質生產力。超級計算作為國家科技發(fā)展制高點之一，正在從研究走向應用，越來越多地與行業(yè)、場景深度融合，以蓬勃發(fā)展的算力激發(fā)諸多領域實現二次創(chuàng)新。

　　超級計算已廣泛應用于航空航天、氣候氣象、人工智能等數十個領域，成為大到可以計算宇宙形成演化、小到能夠模擬原子組合的“算天、算地、算人”的“國之重器”。

　　在“算天”方面，超算助力解決氣候氣象與空氣污染等大氣物理、宇宙起源演化等天體物理重大基礎問題，助力推進解決國產大飛機研發(fā)設計、載人航天工程實施等重大工程問題。

　　在“算地”方面，超算助力解決油氣能源開發(fā)中地下油藏分布、地下礦產分布的“小地球物理”和地質演化等“大地球物理”應用難題。

　　在“算人”方面，超算助力解密人類基因密碼、分子動力學特征等。同時，大科學、大工程，特別是可控核聚變、“人造太陽”、深海一號、白鶴灘水電站、港珠澳大橋建設等取得成就，都離不開超級計算的貢獻。超級計算已成為支撐國家重大戰(zhàn)略需求，解決經濟社會發(fā)展重大問題的“超級利器”。

　　以數字數值融合

　　實現數據增值

　　在當今大數據時代，數據量和算力呈爆炸性增長勢頭，數據已成為驅動經濟社會發(fā)展的關鍵生產要素，而充分釋放數據價值是發(fā)展新質生產力的關鍵路徑之一。數據要素的戰(zhàn)略意義不僅在于掌握龐大的數據信息，還在于對這些含有重要社會和經濟價值的數據進行專業(yè)化處理，也就是在于提高對數據的“加工能力”，通過加工實現數據的增值。因此，獲取大數據與依托超級計算能力加工大數據，成為數據要素發(fā)展的核心。

　　發(fā)展超級計算、推動應用創(chuàng)新，我們既可以破解在關鍵信息技術領域遭遇的“卡脖子”難題，也能夠在大數據、人工智能等方面獲得領先優(yōu)勢。

　　長期以來，業(yè)內形成了通過高性能科學與工程計算仿真、模擬來實現超算應用創(chuàng)新的經典模式，其核心在于“計算（數值）”。然而隨著大數據與人工智能發(fā)展，超算作為大規(guī)模數據匯集、處理、反饋中樞的作用日益凸顯，“數據（數字）”成為核心。因此，隨著計算范式深度迭代、數據范式快速發(fā)展，迫切需要基于超算構建數字數值融合裝置的數據處理系統。由于超級計算機架構變得日益復雜化和多樣化，這種融合不僅是能力的融合，而且是多層級設施、多樣性軟件、跨域性安全策略的系統性融合。

　　令人欣喜的是，中國科技工作者在上述領域已取得一系列成就。比如，圍繞超算數字數值融合裝置，我們實現了“技術—平臺—應用”的系統性突破，構建了汽車虛擬碰撞平臺、飛行器數值風洞、數值發(fā)動機、數值反應堆、數值抗震裝置等載體，并基于自主創(chuàng)新的“天河—東方石油地震勘探行業(yè)平臺”，推動中國地震勘探處理業(yè)務向“云化”模式轉變，在國際上首次成功實施了“陸上寬頻寬方位高密度地震勘探關鍵技術與裝備”等項目，已服務于東方物探、大慶油田、中原油田等。再比如，“中國材料基因高通量計算融合裝置平臺”，實現多尺度自動流程計算、萬級任務高并發(fā)等突破，實現材料、物理、裝備工程與計算、數據跨領域協同創(chuàng)新，已在合金、電池、催化等材料研發(fā)取得創(chuàng)新成效，并應用于核聚變、航天裝備創(chuàng)新等。

　　以算力算法等融合

　　支撐生成式AI

　　近年來，生成式人工智能發(fā)展迅速，正在作為新型生產工具融入社會生產各環(huán)節(jié)。

　　生成式人工智能以數據作為新生產要素、算力作為新基礎能源，通過人機協同新模式，以“勞動者高技能化、勞動資料智能化、勞動對象多形態(tài)化”促進了勞動者、勞動資料、勞動對象及其優(yōu)化組合的質變，推動了生產要素創(chuàng)新性配置和全要素生產率大幅提升。

　　當前，生成式人工智能以自然語言大模型為基礎，通過大數據、深度學習、自然語言處理、神經網絡等技術手段，使機器具備了模仿、反饋人類思維的能力，將人工智能從“賦能者”提升為（潛在的）“協作者”，其日益提升的文本生成、數據分析、代碼生成、圖像生成等通用生成能力正空前廣泛地滲入生產、教育、工作等場景中，對生產方式、思想認知、社會治理等帶來前所未有的影響。

　　算力、算法和數據是新一代人工智能的基礎支撐，而超級計算在算力、數據存儲方面無疑單體最強。2023年5月，國家超算天津中心發(fā)布了百億億級智能計算開放創(chuàng)新平臺和國產中文大模型——天河天元，將超級算力、數據和算法融合，打造超算—智算多模態(tài)算力設施，建立智算服務體系，以算為媒、以智為介，深入對接各領域，支持各行業(yè)提高應用實效、不斷產出重大標志性應用成果，共同打造國家級科技創(chuàng)新平臺，有力拓展國產融合算力應用生態(tài)，支撐人工智能算力爆發(fā)式增長需求，促進人工智能產業(yè)集群發(fā)展。

　　天河天元大模型具有生成式智能的文本生成、語音生成、視頻生成全棧能力，已經應用于港口、海關、醫(yī)療、政府公共服務等國計民生重要領域。此外，國家超算天津中心還與有關方面聯合研發(fā)公安小智、港口PortGPT、環(huán)保清云、中醫(yī)靈樞等一批專業(yè)模型，它們在應用中顯現出良好經濟效益和社會治理效能。

　　今年4月，國家超算互聯網平臺正式上線，把全國眾多超算中心連為一體，構建起超算算力網絡和服務平臺，打造國家算力底座，支撐新時代國家科技創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展，應對重大公共應急需求。這無疑是中國科技創(chuàng)新和推進高質量發(fā)展的一座重要里程碑，是推動新質生產力加快發(fā)展的強大引擎。

　?。ㄗ髡邽閲页売嬎闾旖蛑行奶旌討醚邪l(fā)首席科學家，主要從事高性能計算、人工智能與超級計算融合技術研究）

　　中國科協科學技術傳播中心、陳嘉庚科學獎基金會與本報合作推出