算力作为数字时代的关键底座,正加速从“规模扩张”走向“结构升级”。
在传统计算能力不断提升的同时,面向组合优化、量子化学模拟、复杂系统求解等任务,单一计算范式的边际效益逐步下降,如何以新型算力体系突破复杂问题求解瓶颈,成为全球科技竞争的重要议题。
在此背景下,合肥量超融合计算中心上线运行并实现量子计算与超级计算本地互联,为构建多样化、可调度、可验证的新型算力体系提供了具有示范意义的探索。
从“问题”看,当前科研与产业对高端算力的需求呈现两大特征:一是问题复杂度提升更快,跨学科计算任务对算法、硬件、数据的耦合程度更高;二是算力供给结构需要更精细,既要支撑大规模并行计算,也要满足新型算法验证与工程化迭代。
量子计算具备在特定问题上潜在的加速优势,但仍处于从原理验证走向工程可用的关键阶段;超级计算在稳定性、规模化方面优势突出,但在部分复杂问题上同样面临能耗、时间成本等约束。
两者如何协同、如何形成可复用的应用路径,是摆在科研机构与产业界面前的现实课题。
从“原因”看,量超融合成为重要方向,核心在于“扬长补短”。
量子计算可为特定类型问题提供新的求解思路与算法空间,超算则可承担大规模经典计算、数据处理与仿真验证等工作,通过统一调度与高效互联,将量子计算嵌入既有科研流程,降低使用门槛、提升验证效率。
此次合肥量超融合计算中心依托“巢湖明月”超级计算机,与多台量子计算机实现高速互联,形成涵盖底层操作系统与上层软件系统在内的量超融合系统,体现出从“单点设备”向“平台化供给”的转变。
与此同时,中心集成多技术路线量子计算设备,并引入自主研发的测控系统、低温器件等关键组件,有助于增强系统可用性与供应链韧性,为持续迭代升级留出空间。
从“影响”看,这一平台化运行对科研与产业应用具有多重带动效应。
其一,有助于推动量子计算从“能跑”走向“能用”。
通过与超算协同,可在真实科研任务中开展算法设计、误差抑制、基准测试与结果校验,形成更可复制的验证链条。
其二,有助于提升重大科研攻关的计算支撑能力。
中心已为中国科学技术大学、中国科学院软件研究所、上海交通大学等单位提供量子算力服务,服务新能源、新材料以及量子计算真机验证等前沿研究,助力相关项目取得阶段性进展。
其三,有助于促进算力产业生态聚合。
面向全球开放多元量子算力服务的实践,意味着以“服务化”方式推进新型算力供给,推动算法、软件、应用需求与硬件能力在同一平台上形成闭环迭代。
从“对策”看,量超融合迈向更大范围的实用化,需要在三个层面持续发力:一是完善软硬件协同的统一平台能力,提升调度效率与开发便利度,推动量子任务编排、经典任务分担、结果验证等流程标准化;二是聚焦优势场景开展“可交付”的应用攻关,围绕材料计算、药物研发、能源优化、金融风控等典型问题,形成可评估、可复现的应用案例与性能指标体系;三是强化开放合作与人才培养,通过与高校院所、企业研发团队联合,推动算法、工程、应用复合型人才成长,构建可持续的创新供给。
从“前景”看,量超融合计算的发展路径预计将呈现“由科研牵引向产业扩散”的趋势:短期内以真机验证、算法基准和典型任务加速为主,更多在科研场景形成突破;中期随着量子硬件规模与纠错能力提升、软件栈成熟以及应用工具链完善,融合平台将更深度嵌入产业研发流程;长期则有望与人工智能、高性能计算、数据要素流通等形成更紧密的协同,推动算力体系从单一指标竞争转向“系统效率、应用效果与安全可控”综合竞争。
合肥在量子科技与产业方面具备基础优势,此次中心上线运行,将进一步强化区域创新策源能力与高端算力供给能力。
量超融合计算中心的上线运行,标志着我国在前沿计算技术领域实现了从"有"到"用"的转变。
在新一轮科技革命和产业变革中,谁掌握了量子计算等战略性技术,谁就掌握了未来竞争的主动权。
合肥的这一创新举措,既是对国家战略的响应,也是地方科技创新能力的具体体现。
展望未来,随着量超融合计算应用场景的不断拓展和技术的持续完善,这一新兴计算模式必将在解决重大科学问题、推动产业创新升级中发挥越来越重要的作用,为我国数字经济高质量发展注入新的动能。