文 | 孟祥飛 國家超級計算天津中心天河應用研發首席科學家

數字化、智慧化時代背景下，超級計算作為電子資訊技術發展的前沿引領，不斷驅動自主資訊技術創新，並以其強大的算力優勢，通過數字化、智慧化大力提升全要素生産率，成為構築新質生産力發展的關鍵動量。

新質生産力的特點是創新，關鍵在質優，本質是先進生産力。以雲計算、移動網際網路、大數據、人工智慧等為代表的資訊技術從根本上變革人類科技創新範式和生産生活方式，推動新一輪科技革命和産業革命。超級電腦作為中國資訊技術創新突破的代表性成果，歷經幾十年發展，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晶片、互聯通信技術、基礎作業系統以及應用管理軟體的創新，推動構建國産自主資訊技術創新鏈、産業鏈融合發展格局。

新質生産力要高科技、高效能、高品質，核心是大幅提升全要素生産率。超級計算在帶動電子資訊領域創新突破的同時，通過高性能計算、高效數據處理、敏捷人工智慧創新，為重大創新突破、傳統行業轉型升級、綜合治理能力提升等提供強大動力。可以説，超級計算能夠廣泛賦能千行百業，從裝備製造到航空航太、從油氣能源到新能源新材料、從氣象環保到韌性城市、從生物醫藥到醫療健康等，在大幅提升全要素生産率中扮演著重要角色。

隨著生成式人工智慧的發展，超級計算以單體最強大算力的顯著優勢，結合行業規模數據和前沿演算法，正在創造更多前所未有的應用場景，從而引領生産要素的創新性配置，進而重塑生産關係和勞動方式，對人類生産方式、思想認知、社會治理等帶來了變革性影響。

以超算創新

促進産業鏈發展

把握新質生産力，首先要深刻認識創新在新質生産力發展中的主導作用。從科技革命和産業變革的一般規律看，關鍵環節的創新突破將帶來整個創新鏈的發展。

進入新時代以來，我們在超級電腦、人工智慧等領域不斷取得重大戰略創新成果，而基於超級計算領域的異構體系架構創新，使中國形成了超級計算系統的自主信創産業鏈。

例如，“天河”“神威”等超級電腦的創新突破，引育了飛騰、麒麟、海光、曙光、申威等基礎軟硬體與國産高速互聯通信等信創産品，形成一個涵蓋自主資訊技術研發、生産、應用的全産業鏈體系，構建完成自主資訊技術産業生態，形成千億規模的資訊技術産業集群，支撐培育新興智慧産業。

圍繞超級計算在先進製造研發、生物醫藥、油氣能源、新能源新材料開發等重大産業領域應用，中國進一步打造産業領域數字化創新鏈。例如，結合天津“先進製造研發基地”定位及特色産業優勢，國家超級計算天津中心以天河系列超級計算平臺為載體，在先進製造研發領域構建起“先進材料研發+先進産品設計+先進工藝優化+先進智慧化運維”的數字化創新鏈。

實踐證明，超級計算技術的創新突破，推動國産晶片、網路、作業系統以及應用管理軟體等産業加速發展，推動創新鏈與産業鏈深度融合，加快形成新質生産力，在更高水準上促進高品質發展。

以算力發展

激發實現二次創新

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

超級計算已廣泛應用於航空航太、氣候氣象、人工智慧等數十個領域，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，助力推進解決國産大飛機研發設計、載人航太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中地下油藏分佈、地下礦産分佈的“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、分子動力學特徵等。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略需求，解決經濟社會發展重大問題的“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展的關鍵生産要素，而充分釋放數據價值是發展新質生産力的關鍵路徑之一。數據要素的戰略意義不僅在於掌握龐大的數據資訊，還在於對這些含有重要社會和經濟價值的數據進行專業化處理，也就是在於提高對數據的“加工能力”，通過加工實現數據的增值。因此，獲取大數據與依託超級計算能力加工大數據，成為數據要素發展的核心。

發展超級計算、推動應用創新，我們既可以破解在關鍵資訊技術領域遭遇的“卡脖子”難題，也能夠在大數據、人工智慧等方面獲得領先優勢。

長期以來，業內形成了通過高性能科學與工程計算倣真、模擬來實現超算應用創新的經典模式，其核心在於“計算（數值）”。然而隨著大數據與人工智慧發展，超算作為大規模數據匯集、處理、反饋中樞的作用日益凸顯，“數據（數字）”成為核心。因此，隨著計算範式深度迭代、數據範式快速發展，迫切需要基於超算構建數字數值融合裝置的數據處理系統。由於超級電腦架構變得日益複雜化和多樣化，這種融合不僅是能力的融合，而且是多層級設施、多樣性軟體、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、數值發動機、數值反應堆、數值抗震裝置等載體，並基於自主創新的“天河—東方石油地震勘探行業平臺”，推動中國地震勘探處理業務向“雲化”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，已服務於東方物探、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、萬級任務高併發等突破，實現材料、物理、裝備工程與計算、數據跨領域協同創新，已在合金、電池、催化等材料研發取得創新成效，並應用於核聚變、航太裝備創新等。

以算力演算法等融合

支撐生成式AI

近年來，生成式人工智慧發展迅速，正在作為新型生産工具融入社會生産各環節。

生成式人工智慧以數據作為新生産要素、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、勞動資料智慧化、勞動對象多形態化”促進了勞動者、勞動資料、勞動對象及其優化組合的質變，推動了生産要素創新性配置和全要素生産率大幅提升。

當前，生成式人工智慧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、神經網路等技術手段，使機器具備了模倣、反饋人類思維的能力，將人工智慧從“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産、教育、工作等場景中，對生産方式、思想認知、社會治理等帶來前所未有的影響。

算力、演算法和數據是新一代人工智慧的基礎支撐，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佈了百億億級智慧計算開放創新平臺和國産中文大模型——天河天元，將超級算力、數據和演算法融合，打造超算—智算多模態算力設施，建立智算服務體系，以算為媒、以智為介，深入對接各領域，支援各行業提高應用實效、不斷産出重大標誌性應用成果，共同打造國家級科技創新平臺，有力拓展國産融合算力應用生態，支撐人工智慧算力爆髮式增長需求，促進人工智慧産業集群發展。

天河天元大模型具有生成式智慧的文本生成、語音生成、視頻生成全棧能力，已經應用於港口、海關、醫療、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公安小智、港口PortGPT、環保清雲、中醫靈樞等一批專業模型，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，國家超算網際網路平臺正式上線，把全國眾多超算中心連為一體，構建起超算算力網路和服務平臺，打造國家算力底座，支撐新時代國家科技創新與産業發展，應對重大公共應急需求。這無疑是中國科技創新和推進高品質發展的一座重要里程碑，是推動新質生産力加快發展的強大引擎。