原創(chuàng)：美米宜用

圖源：AI

近日法媒曝光了一個美國保護最好的地方，叫橡樹嶺。橡樹林里藏著美國各種各樣的科技輝煌、藏著最前沿的研發(fā)項目和工程師團隊。在橡樹嶺，美國發(fā)明了核彈、揭開了新冠肺炎的神秘面紗并開發(fā)出第一批疫苗。也是在這里，對病毒進行了原子層面和遺傳方面的剖析，這樣做就是為了研制出未來的藥物。還是在這里，氣象學家們嘗試找到龍卷風和海嘯的成因，天體物理學家們制作星球爆炸的模型。

算力決定未來，人工智能正在創(chuàng)造和洗禮這個世界。

當下處算力巔峰的美國，不惜一切代價保持自己的領(lǐng)先優(yōu)勢，在發(fā)明核彈的地方造超級計算機，英偉達AI算力一統(tǒng)天下。意想不到竟是一個科技弱弱的浪漫國家，錯過了最近科技戰(zhàn)的法國人，正通過量子計算機贏得這場科技戰(zhàn)竟然挑戰(zhàn)英偉達。

當然世界算力競賽場上，法國很有可能進入前列，當然也少不了中國，還有德國。

法國《回聲報》網(wǎng)站7月10日刊登題為《超級計算機調(diào)查報告：橡樹嶺，美國競爭力的秘密武器》的文章。

1/美國在發(fā)明核彈的地方，造出超級計算機

文章提到：美國聯(lián)邦政府在田納西州造出了運算速度極快的計算機。這是為美國工業(yè)服務(wù)的一個武器，已經(jīng)讓醫(yī)療衛(wèi)生和航空航天等領(lǐng)域取得了決定性突破。

被命名為“前沿”（Frontier）的超級計算機，占地達三個網(wǎng)球場。這是世界上運算速度最快的計算機，是第一個跨過每秒100億億次大關(guān)的超級計算機！這一運算次數(shù)給人的感覺已接近無限。項目負責人、高級天體物理學家布朗森·梅瑟解釋說：“地球上所有人每秒計算一次的話，也需要四年的時間才趕得上‘前沿’一秒鐘的算力�！�

這是美國保護得最好的秘密之一。一個隱匿在森林中的小鎮(zhèn)，長期被美國政府從地圖上抹去，希望人們避免談?wù)撈浯嬖凇?/strong>這個地方叫橡樹嶺。隱藏在阿巴拉契亞山脈中的橡樹嶺，擁有著各種各樣的輝煌，這是美國發(fā)明了核彈的地方，現(xiàn)在是美國的超級計算機工廠。

橡樹嶺由美國能源部提供資金，每秒可以處理數(shù)以十億計的數(shù)據(jù)，用以發(fā)展未來科技。在那里，來自全球的一些工程師齊聚在一起，研究如何在醫(yī)學、天文和微生物等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

橡樹嶺雖然偏僻，但實驗室過道里卻很熱鬧。梅瑟說道：“我們在同時進行20到40個項目。”有些項目是政府訂單，希望在核能和新材料創(chuàng)新領(lǐng)域維護國家主權(quán)；其他項目則是私營企業(yè)或海內(nèi)外研究中心的訂單。

科研是免費的，條件是委托者要同意將結(jié)果公之于眾。毫不意外，成功是巨大的：最近幾周，要求實驗室開發(fā)新型飛機發(fā)動機的美國工業(yè)巨頭通用電氣，將能源的消耗減少了20%。梅瑟解釋說：“這要求解決物理方面最后的神秘領(lǐng)域之一：如何形成渦旋。也就是在這種情況下，我們能夠充分開發(fā)‘前沿’的潛力�！�

2/全球競賽，算力決定未來

人工智能決定未來世界，人工智能背后是算力。算力競賽顯然是全球性的。在歐洲，芬蘭依靠其超級計算機“盧米”位居前列。此外，能進入前列的超級計算機可能在未來數(shù)月中先后出現(xiàn)在德國（朱庇特）和法國（儒勒·凡爾納）。

芬蘭超級計算機“盧米”是歐洲性能強大且運行速度最快的超級計算機。

在2022年上半年全球超級計算機500強榜單中，“盧米”位列第三，是當時歐洲排名第一的超算。“盧米”已經(jīng)與一臺小型量子計算機“聯(lián)姻”，這種結(jié)合可以幫助研究人員找出讓量子計算機與超級計算機實現(xiàn)最佳配對的方法，為一種新型計算奠定基礎(chǔ)，以便更快速地解決復雜問題�！氨R米”支持多國科研：將支持來自比利時、捷克共和國、丹麥、愛沙尼亞、芬蘭、冰島、挪威、波蘭、瑞典和瑞士十個國家建立的“LUMI 聯(lián)盟”。同時，其容量的五分之一將提供給歐洲工業(yè)和中小企業(yè)，以支持歐洲企業(yè)提高科研和競爭力。

德國的“朱庇特（Jupiter）”超級計算機預(yù)計將于2024年初開始安裝。這臺超級計算機建在德國于利希研究中心，由歐盟和私營企業(yè)合作組織——歐洲高性能計算聯(lián)合項目（EuroHPC JU）打造。

美國想不惜一切代價保持自己的領(lǐng)先優(yōu)勢。每五年，橡樹嶺就會推出一臺超級計算機，算力是之前的三倍，這讓其確保了世界巔峰地位。下一臺超級計算機的推出預(yù)計是在2027年。除了“前沿”之外，美國還研發(fā)了相當于全球一半算力的多臺超級計算機。

但美國的這種超級計算機能領(lǐng)先多久？“前沿”是耗能巨獸。普通筆記本電腦的耗電量是65瓦左右，而“前沿”的耗電量是2000萬瓦。如果這臺超級計算機24小時最大功能運轉(zhuǎn)，需要一些巨大的水管給機器降溫。

錯過了最近科技戰(zhàn)的法國人，他們希望通過量子計算機贏得這一場科技戰(zhàn)。這種量子計算機能夠提供強大算力，但能源成本可降到最低。因為計算機晶體管只識別0或1，而“量子比特”可以同時運行0或1，而且可以運行兩者任何比例的混合�？赡芤M行的運算量級會減少但耗能也很�。�法國領(lǐng)先企業(yè)帕斯卡爾量子技術(shù)公司推出的一款處理器耗電量只相當于四個電吹風機。

法國這家初創(chuàng)企業(yè)設(shè)在巴黎郊區(qū)，量子計算機只有一個小冰箱那么大，其產(chǎn)品已經(jīng)開始推向市場。該公司的創(chuàng)始人喬治-奧利維耶·雷蒙認為：“如今，人工智能是由英偉達非常耗能的圖形處理器（GPU）來帶動的。未來，則可能由帕斯卡爾的量子處理器（QPU）帶動。法國有能力培養(yǎng)明天的英偉達�！�

該公司的第一批設(shè)備剛剛賣給了法國原子能委員會和沙特阿美石油公司，后者主要用其來優(yōu)化自己的油井管理。該初創(chuàng)企業(yè)還與法國電力公司就優(yōu)化充電樁的使用進行合作研發(fā)。

3/中國的量子希望

在算力上，中國全面發(fā)展，在傳統(tǒng)硅基芯片上，繼續(xù)補課。華為在碳基芯片和光量子芯片上都有突破性成果。我國光量子和超導量子希望很大。

光量子方面：九章三號是由中國科學技術(shù)大學潘建偉、陸朝陽團隊構(gòu)建的255個光子的量子計算原型機。其在處理高斯玻色取樣的速度上，比上一代“九章二號”快一百萬倍，比目前全球最快的超級計算機快一億億倍�！熬耪氯枴�1微秒可算出的最復雜樣本，“前沿”要算約200億年。

超導量子方面：郭光燦中國量子科學的開拓者、先行者與奠基人。他曾提出要拿出當年搞“兩彈一星”的精神來搞量子信息。他與學生郭國平創(chuàng)立了本源量子公司。

本源量子自主研發(fā)的中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”已于2024年1月6日在合肥高新區(qū)正式上線運行，該量子計算機搭載72位自主超導量子芯片“悟空芯”，是目前中國最先進的可編程、可交付超導量子計算機。

我國在超導量子芯片的量產(chǎn)方面也取得了一定的進展。例如，深圳量旋科技已成功交付自主研發(fā)生產(chǎn)的超導量子芯片，這標志著中國在量子計算技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進程邁出了重要一步。此外，本源量子已研發(fā)出多臺中國量子計算機，并成功交付給用戶使用，使中國成為世界上第三個具備量子計算機整機交付能力的國家。

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