根据新华社消息，2022年上半年全球超级计算机500强榜单于5月31日揭晓，美国超级计算机“前沿”首次上榜并位列榜首，日本超级计算机“富岳”在连续两年蝉联榜首后，本次被“前沿”超越降至第二位。
全球超级计算机500强榜单由国际组织“TOP500”编制，每半年发布一次，给全球已安装的超级计算机进行排名，也是该领域的权威榜单。在本次榜单中，前五名依旧被美国、欧洲、日本包揽，名次分别为：1.美国超算“前沿”；2.日本“富岳”；3.芬兰“卢米”（欧洲最大的超算）；4.美国“顶点”；5.美国“山脊”。
中国虽未挤进前五，不过也在前十名中，其中“神威太湖之光”和“天河二号”分别位居第六位和第九位。不过，根据公开数据，目前“神威太湖之光”的算力不及美国“前沿”的十分之一。
E级超算：超级计算机界的下一顶皇冠
超级计算机看似离普通人的生活有点远，却是大国发展的基础和必争领域。
在该榜单上，位列榜首的美国超级计算机“前沿”（由美国橡树岭国家实验室开发），其运算峰值速度超过每秒100亿亿次，是国际上公告的首台每秒能执行百亿亿次浮点运算的超级计算机（简称“E级超算”）。
百亿亿级超级计算机（E级超算），这个量级意味着什么？为何各国都在牟足劲追求这个数量级的运算水平？
根据业界观点，E级超算是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点，被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”，不仅意味着速度的大幅提升，还意味着大规模超算设备的功耗也有质的下降（全球超算领域的科学家们几乎都在为降低功耗而努力）。
超高的研发要求意味着更具潜力的应用场景。
举个例子，E级超算作为各国现阶段的奋斗目标，这一量级能够帮助各国解决迫在眉睫的能源危机和气候环境问题，比如核能。中美俄等超级大国拥有核武器，美国就会在一些海域进行核武器实验，然而核弹爆炸会造成污染，对海洋和全球环境都会产生关联影响。
通过超级计算机，科学家就可以在实验室实施亚临界核试验，与真正核试爆的效果相同，还可以避免很多难以预测到的负面遗留症候。
不仅是能源和气候领域，凭借超快的反应速度和计算速度，超级计算机能够执行更加复杂的任务，包括：宇宙起源探索等科学研究、支持创新和区域产业服务、观测气象变化、破解加密数据、模拟超高音速飞行、石油勘探、动力试验、工程物理、核武器实验等高度精密的军事实验。
正因为这些颇具前景的应用，E级超算也被认作是大国之间的超级军备竞赛。美国空军和能源局就是“前沿”的最终用户，根据媒体报道，“前沿”可能会最先运用于美国军方而非造福全人类的项目。
超级计算机的大国之争
虽然在单个超级计算机中，中国暂时无法位列前五，但根据榜单显示，全球浮点运算性能最强的500台超级计算机中，中国部署的超级计算机数量位列全球第一（173台），占总体份额的34.6％。
再具体一点来看，高校排名中，上海交通大学部署的“思源一号”排名第138位，是国内高校拥有的最强超算（位列第一），在全球顶级大学部署的超算系统中亦是名列前茅（位列第五，仅次于麻省理工学院，超过哈佛和剑桥）。
再从制造商来看，榜单500台超算中，联想集团交付了161台，是目前世界最大的超级计算机制造商。除了联想之外，国内的浪潮、曙光亦是位列其中，此前从未出现在榜单上的华为也上榜了。
另外，据一些专业人士看法，这个榜单上关于中国的排名和相关数据也许并不符合当前中国的实际水平。早前，因为芯片供应的封锁，中国的超算受制于美国，一下从第一的位置跌落，之后，中国在超算上的发展更加低调。有消息称，中国已经有两款超算进入了E级超算行列，只是并未申报，所以榜单排名并无变化，上榜超算的运算速度也没有改变。
由此可见，在传统计算机领域，中国的超级计算机实力也许并不像榜单所显示的一般落后。当然，关于此消息，笔者并未找到官方说法用以证实，不过目前一些发表的论文中有所显露。
不仅是超算不居于人后，据官媒消息，6月1日在德国汉堡举办的国际高性能计算大会公布了第24届Graph 500排名，中国的图计算机——DepGraph Supernode，在国际上首次实现单机性能超越了超级计算机的图计算性能，性能超过日本“富岳”等超级计算机，蝉联全球第一并打破世界纪录。
该图计算机DepGraph由华中科技大学张宇副教授和赵进博士主持研发，在去年公布的第23届Graph 500排名中，图计算机DepGraph就已经登顶，本次排名继续蝉联榜首。
图计算是表达事物之间复杂关联关系的组织结构，现实生活中的诸多应用场景都需要用到图计算，如淘宝用户好友关系图、道路图、电路图、病毒传播网、国家电网、文献网、社交网和知识图谱等等。
大数据时代，数据之间的关联以及隐藏规律是科技公司、广告公关等等机构都想要获取的重要信息。为了从这些数据之间的关联中得到有用信息，大量图算法层出不穷。
作为下一代人工智能的核心技术，目前图计算已被广泛应用于医疗、教育、军事、金融等多个领域，并备受各国政府、全球研发机构和巨头公司关注，成为全球科技竞争新的战略制高点。
量子计算：计算机领域的另一必争之地
华为总裁任正非曾阐释过量子计算机的重要性，目前华为也在量子计算领域有所投入。当然，重金投入的并非只有华为一家。
作为未来各个国家科技领域发展的一个必争之地，量子计算机跟超级计算机一样，是事关国运、颇具前景的科技前沿领域。中国在量子计算机领域，潜力和实力同样不容小觑。
量子计算与经典计算并非取代和被取代的关系，量子计算机在一些对算力要求极高的特定场景中，会有更大的发挥价值和独特优势。
以金融领域为例，量子计算很适合复杂的金融建模，在投资组合定价、衍生品定价等方面具有潜在优势。据不完全统计，全球已有超过25家国际大型银行及金融机构与量子计算企业开展合作研究。
不仅是金融领域，去年1月，Quantinuum（前剑桥量子公司）就与全球TOP3制药巨头罗氏达成合作，开发治疗阿尔茨海默症和其他疾病的新疗法。去年3月，德意志交易所集团聘请法兰克福的金融科技公司JoS QUANTUM开发了一种量子算法，以解决业务风险模型中存在的难题。
目前，国内一批高校科研院所和科技公司已经在量子计算领域投入大量心血，包括：中国科学技术大学、本源量子、国盾量子、启科量子、阿里巴巴达摩院量子实验室、百度量子计算研究所、腾讯量子实验室、华为、京东探索研究院等等。
可以看到，在量子计算领域，院所实力强悍，大厂不甘落后。但总体而言，国内领先的量子计算公司主要是以本源量子、国盾量子等为代表的依托高校的公司。
量子计算行业目前处于早期探索阶段，核心参与者不多，产业链上下游也较为清晰，产业链初具雏形。在国外，除了IBM、谷歌、亚马逊等等科技巨头，一些初创企业也获得数亿美元的风险投资。
不过，当前量子计算机的发展仍然处于起步阶段，造价十分昂贵，维护成本也相当高，所以目前的量子计算机基本位于全球顶级的大学或者研究实验室内，如国内中科院的九章二号、祖冲之二号。
尾声
根据ICV研究，2021年，全球量子计算市场规模约为8亿美元，预计到2024年市场规模将增长到40亿美元左右。
去年是量子计算领域投融资大爆发的一年，根据ICV统计数据，2021全年，全球量子计算公司共完成融资26.91亿美元，比过去十年融资总和还多，是2020年融资额的1.6倍左右。
从排名来看，中美两国融资最活跃，不过金额差距较大，美国投融资更活跃，且已有企业拿到D轮融资。相较而言，中国公司融资多集中于A轮和天使轮，商业化程度和进程更低更慢。
为了迎头赶上，在国内，量子科技已经成为“十四五”发展战略重点，在《国务院政府工作报告》、十四五规划和2035年远景目标等政策文件中均多次被提及，中国20多个省市将量子科技写进地方“十四五”规划。未来，无论是超算还是量子计算，相信中国都有勇攀巅峰的实力和底气。
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