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科幻小說家劉慈欣在小說《三體》裡描述的超級計算機，每秒的計算速度高達500萬億次，這可能是很多人無法想象的計算速度，但當下的科技發展早已超越了十幾年前小說中的幻想。
在國家超級計算無錫中心，全球首個突破每秒十億億次計算速度的超級計算機“神威·太湖之光”，其峰值計算速度達到12.54億億次每秒。
“中國青年五四獎章”獲得者付昊桓
作為國家超級計算無錫中心副主任的清華大學地學系長聘教授付昊桓，雖然今年只有38歲，但已兩次捧起全球超算應用領域的最高獎“戈登·貝爾”獎。他所帶領的超算青年團隊在近五年的時間裡，為“神威·太湖之光”超級計算機研發了氣候模擬、地震模擬、工業仿真、生物醫藥、深度學習算法庫等一系列國產應用軟件，將每秒十億億次的超強計算力切實轉化成為基礎科研和工程創新的探索能力，展示了國產超算硬件與國產超算軟件相結合的巨大潛力。
“五四 ”前夕，付昊桓榮獲由共青團中央、全國青聯共同頒授的“中國青年五四獎章”。
當計算機遇到地學
1999年，付昊桓考入清華大學計算機系。本科畢業之後，他先後在香港城市大學、英國帝國理工學院獲得計算機碩士和博士學位。
一路學習計算機專業的他，在美國斯坦福大學的一次暑期合作研究項目中，偶然遇到了一位地球物理系精通計算機技術的“交叉型”導師，初次體驗了學科交叉的不同視角和獨特魅力。這次合作項目的後續成果發表和會議展示，進一步拓展了他對地球科學的瞭解，也令他最終決定到斯坦福做地學與計算機交叉方向的博士後研究。
2010年，正值清華大學復建地學學科，付昊桓回清華任教。他的主要研究興趣是結合應用、算法及底層的異構加速器，研究高效、高可擴展的數值模擬方法和智能化的大數據分析方法，尤其是在地學和高性能計算的交叉領域展開研究。
理論與實踐相結合，敢於跨界嘗試，讓付昊桓很快嶄露頭角。2015年，付昊桓研究小組所發表的論文獲選為FPL國際會議25年以來所發表的1765篇文章中最有影響力的27篇文章之一。同年，在第27屆人工智能工具國際會議（ICTAI 2015）上，付昊桓等人的論文獲最佳論文獎。
工作中的付昊桓
兩次捧起國際超算應用領域最高獎
2015年底開始，付昊桓作為清華大學派駐無錫的團隊一員，任職國家超算無錫中心主管研發的副主任。中心運營的超級計算機“神威·太湖之光”採用自主可控的“中國芯”，在2015年美國對中國超算機構實施芯片禁運的不利局面下，於2016年6月成功問鼎世界超級計算機TOP1。付昊桓解釋，這臺機器一分鐘的計算量，如果換算為人工計算，需要全球72億人每人拿個計算器不間斷地算32年。
自主可控的全新硬件架構是“神威·太湖之光”超級計算機的核心競爭力之一，但與x86處理器截然不同的硬件特性，也對軟件生態的建設帶來了巨大的挑戰。與超算硬件相對獨立的階梯式發展不同，應用軟件的發展需要長期的積累。通過跨學科、跨單位的廣泛交叉合作，基於“神威·太湖之光”系統的並行應用成果頻出。2016年，3項全機應用入圍“戈登·貝爾”獎（ACM Gordon Bell Prize）。“戈登·貝爾”獎是國際超算應用領域的最高獎，從1987年設立以來，中國團隊從未入圍過，這是該獎項近30年來中國首次入圍。最終，經過評估與答辯，付昊桓參與的“全球大氣非靜力雲分辨模擬”榮獲“戈登·貝爾”獎。
在2017年的全球超級計算大會上，付昊桓等共同領導的團隊所完成的“非線性地震模擬”再次讓中國捧起“戈登·貝爾”獎。這次，付昊桓團隊所完成的“非線性地震模擬”工具，可在320公里×312公里×40公里的模擬空間裡，進行分辨率達8米的精細模擬，這讓科學家可以更好地理解不同場景中地震所造成的影響，並對地震防災減災提供重要借鑑。
付昊桓（左二）帶領團隊獲得“戈登·貝爾”獎
讓大機器解決大問題
付昊桓說，超級計算機為解決工程和科學中的重大難題而生。超級計算機比的不只是速度，更是比應用。通過不同學科的交叉合作，實現中國在生物科技、航空航天、氣象氣候、AI等領域超算軟件的蓬勃發展，是超算團隊責無旁貸的使命。“其實我很幸運，在回到清華短短几年之後，就遇到了神威這樣一個世界級的超算平臺，有機會將個人的研究融入到國產超算應用軟件發展的集體事業中去。”2019年，付昊桓光榮地加入了中國共產黨。
回想過去，付昊桓最難忘的是，2015年暑假和同學們初到尚在建設中的超算中心，用網上淘來的工業大風扇驅走酷熱的那段日子，還有和同學們一起衝刺“戈登·貝爾”獎時 “7×24小時”的“備戰”經歷。
博士生的培養也是付昊桓工作中最重要和最快樂的一個環節。付昊桓說，科研的過程也是和同學們教學相長、共同提高的過程。令他欣慰的是，研究組裡幾位“90後”的博士生在這樣的交叉合作項目中，已經站到了高性能計算應用研究領域的國際舞臺，成為超算領域的學術新秀。甘霖博士於2018年榮獲IEEE高性能專委會傑出新人獎，目前已成為清華大學計算機系的一名年輕教師。何聰輝博士畢業後去騰訊工作，剛去的第一年所發起的項目就榮獲
騰訊內部公司級的技術突破金獎。
付昊桓（中）和學生們討論問題
計算無極限，挑戰無止境。把世界領先的計算力轉化為科研和產業上的價值，付昊桓說，在超算的平臺上，這只是開始。
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背景鏈接：
中國青年五四獎章，是共青團中央、中華全國青年聯合會授予中國14至40週歲（年滿14週歲、不滿40週歲）優秀青年的最高榮譽。旨在樹立政治進步、品德高尚、貢獻突出的優秀青年典型，集中反映當代青年的精神品格和價值追求。
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清華大學@華中科技大學：“清”春韶“華”，90後，到！
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清華大學獲“中國青年五四獎章”個人/集體兩個獎項！
文 | 張同順
排版 | 馮佳琪
編輯 | 高原 呂婷 程曦 趙姝婧
