曾经世界第一，如今跌落神坛！中国超级计算机怎么了（组图）

超级计算机是指拥有超过一百万个计算核心和峰值计算能力超过一百万亿次的计算机系统。它能够进行高频率、大规模、高并行度的计算处理，是大规模科学计算和工程计算必不可少的工具。

近年来，中国的超级计算机在世界范围内领先发展，神威·太湖之光更是成为了超级计算机排行榜的头名，但是随着这几年美国、日本的发力，我们超级计算机直接跌落神坛，到底发生了什么事情？

一、中国超级计算机的发展历程

1959年，中国仿制苏联计算机研发出104机，速度勉强达到1万次。这在当时是一个不小的突破，104机在交付航天与军工部门后，完成了包括第一颗原子弹在内的多项科研运算工作。与同期起步的英国、日本等计算机水平相差无几。

1960年，夏培肃带领团队成功研发出中国第一台自行设计的小型通用电子数字计算机107机，这也是我国高校的第一台科研计算机。

1964年，我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机面世；同年，复旦研发出采用机器语言编程的602型电子数字计算机。

1965年6月，中科院计算所成功研发出运算速度定点运算9万次/s、浮点运算6万次/s的首台晶体管计算机109乙机。

1973年8月，我国首台百万次集成电路大型计算机150机诞生，这台计算机主内存130K。配有多个程序和操作系统，每秒运算速度达100万次。

1976年11月，中科院计算所研制成功每秒运算速度达1000万次的大型通用集成电路通用数字电子计算机013机，随即广泛应用在航天、国防建设等领域。

1976年，美国克雷公司又推出了世界上首台运算速度达每秒2.5亿次的超级计算机。

1976年底，即将卸任的美国总统福特签发了两台Cyber172型超级计算机的对华出口协议，但美方对这款计算机做了手脚，运算性能远非实际水平，而且美方还要求计算机只能用于地质勘探，不可以用于其他途径。最令中国科技人员深感愤怒又无奈的是，计算机被设置在专门的玻璃机房内，钥匙却由美方管理，每次使用前，还必须有美国人批准同意。这种情况一直延续到八十年代初，中国从美国购买了各种类型的大型和超级计算机设备，关键技术始终被对方严密封锁。

1983年，我国第一台亿次超级计算机“银河一号”研发成功。这是我国高速计算机研制的一个里程碑，也让我国成为世界上第三个能够独立设计和制造超级计算机的国家。

1993年10月，峰值运算速度达每秒 6.4亿次，采用全对称共享存储多处理结构的“曙光一号”超级计算机诞生。整体与Intel公司1990年的体系结构与技术相近。

随后的曙光1000型超级计算机也开始了市场化运作，进入到企业服务的行列。

1997年，随着曙光天潮 1000A落户辽河油田，中国超级计算机彻底打破了进口产品的市场垄断，洗刷了昔日超算领域的“玻璃房”耻辱。

2008年，中科院的曙光5000型超级计算机研发成功，运算速度达超百万亿次。

2009年，成功研制“天河一号”千万亿次超级计算机，使我国成为世界上第二个成功研制千万亿次超级计算机的国家。

2010年，“星云”千万亿次计算机在第三十五届超级计算机TOP500排行榜荣获第二名的佳绩，进入世界超级计算机的前三甲。半年后“天河-1A”直接成为排行榜第一，“神威·蓝光”率先完成CPU国产化。这是中国国产超级计算机的巅峰时刻！

2018年，我国有三台超级计算机进入E级超算研发，分别是曙光、天河和神威，并逐步实现CPU和加速器的全国产化。

2021年，第五十八届全球超级计算机TOP500排行榜中，中国超级计算机有173台进入榜单，占比34.6%，数量上超过了美国。

2022年，神威太湖之光进入TOP500榜单的第六名。

2023年，神威太湖之光进入TOP500榜单的第七名，天河2A排名第十。

二、超级计算机为何如此重要

超级计算机具有极高的计算能力和存储能力，因此在很多领域都有广泛的应用。以下是一些超级计算机的应用领域：

1. 科学研究：超级计算机可以模拟和分析各种科学问题，如气候变化、宇宙演化、生物学、材料科学等，有助于科学家们更深入地了解自然规律。

2. 工程设计：超级计算机可以模拟和优化各种工程设计，如飞机、汽车、建筑、电子设备等，有助于提高产品质量和效率。

3. 医学研究：超级计算机可以模拟和分析人体生理和病理过程，有助于研究疾病的发生机制和治疗方法。

4. 金融分析：超级计算机可以处理大量的金融数据，有助于预测市场趋势和风险，提高投资决策的准确性。

5. 能源开发：超级计算机可以模拟和优化各种能源开发方案，比如石油、天然气、核能、风能、太阳能等，有助于提高能源利用效率和减少环境污染。

此外，超级计算机也被用于告芹过程检测与控制，以及信息数据管理，如企业管理、物资管理、报表统计、账目计算、信息情报检索等。

同时，计算机辅助系统，如计算机辅助设计（CAD），也被广泛应用于电路、机械、土木建筑、服装等设计工作中，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。

三、中国超级计算机为何突然跌落神坛

随着中美之间的紧张关系加剧，特别是在科技领域的竞争愈演愈烈，芯片行业成为了两国争夺的焦点。美国向荷兰ASML施压，禁止ASML向中国提供芯片制造相关设备，其目的就是为了让中国生产不出先进制程芯片，那么中国也只能从美国进口先进制程芯片。

可是让人万万没有想到，眼看中国在人工智能领域快速发展，中国超级计算机变得越来越先进，甚至一度超越美国成为全球第一，美国再次坐不住了，并且推出芯片法案，禁止美企出售高端芯片给中国，同时也禁止美企出售相关芯片制造设备，中国芯片行业也迎来了有史以来最大的挑战。

随着美国限制高端芯片出口，中国超算发展受阻自美国政府加大力度限制中企获得先进半导体晶片制造设备以来，中国超级计算机的发展受到了严重影响。美国及其盟友的这一举措，旨在遏制中国在半导体产业的崛起，以确保美国在全球科技竞争中的领先地位。

一方面中国没有制造先进制程芯片的相关设备，另一方面中国失去了购买先进制程芯片的渠道，很明显美国这是要把我们往死里整。中国如何应对。

四、中国超级计算机跌落神坛的影响

1.科技创新受阻：中国超算在全球竞争中的地位下滑，意味着中国在科技创新方面的优势受到削弱。这对中国经济的转型升级和高质量发展产生了不利影响。

2.国际竞争力下降：中国超算跌落神坛，使得中国在全球科技竞争中的地位受到挑战。这对中国在国际竞争中的地位产生了一定程度的影响。

3.国家安全风险增加：超级计算机在国防、航天等领域具有重要意义。中国超算实力的下滑，可能给国家安全带来潜在风险。

五、中国超级计算机如何应对挑战

量子计算机是一种利用量子力学原理进行信息处理的新型计算机，它有着远超经典计算机的潜在算力，被认为是未来科技发展的重要方向之一。

2022年，中科院院士的潘建伟宣布成功研制出量子计算原型机“九章”，号称求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一消息鼓舞人心。根据目前已正式发表的最优化经典算法，“九章二号”在高斯玻色取样这一问题上的处理速度比最快的超级计算机快亿亿亿倍，比“九章”快100亿倍。“九章二号”1毫秒可算出的问题，全球“最快超算”需30万亿年。

“九章”量子计算机的成功研制，是中国在量子计算领域的重要成果，也是人类探索量子世界的重要进步。它不仅展示了量子计算机在某些问题上远超经典计算机的潜力，也为未来量子计算机的发展提供了宝贵的经验和启示。

不过，“九章”量子计算机目前还只是一个原型机，它只能求解特定的数学问题，而不能执行任意的通用算法。要想让量子计算机真正改变世界，还需要解决许多技术和理论上的难题，例如如何提高量子比特的数量、质量和稳定性，如何设计有效的量子编程语言和软件平台，如何发现更多具有实际应用价值的量子算法等等。这些都需要长期的科学探索和技术创新。

也有个问题是，这还只是原型机，并非真的可以商用。我们希望能够通过15年到20年的努力，能够研制出通用的量子计算机，所以，有两种说法，一种是是强力支持，觉得值得自豪，也有很少一部分担心这是忽悠。

总结：

总之，超级计算机的发展对于各个领域具有重要的意义和影响，也是国家推动技术创新、实现科学发展和强国富民的重要手段之一。虽然美国实施限制高端GPU芯片对中国超级计算机的影响不可避免，但中国的超级计算机仍将继续前行，为人类科技进步和社会发展作出更大的贡献。