(13) 超级计算机与云计算和大数据

云计算、大数据等IT新概念带来了全新的信息资源组织方式，也变革了人类对未来科技的想象。超级计算机为云计算、大数据提供运算能力支撑，云计算、大数据则为超级计算机提供了创新的应用模式，共同为智慧城市建设等应用场景提供了信息化能力支持，并成为国家、企业核心竞争力的组成部分。

超高计算能力？ 为云计算、大数据提供支撑

与普通计算模式不同的是，超级计算机包含着众多的处理器，并使用高性能网络互连来实现集群计算，计算能力要远远高于普通计算机。超高的计算能力提升了信息分析与流动的效率，给大规模数据的分析利用与高性能数据存储提供了基础，而这正是云计算、大数据实现应用的必要支撑。

超级计算机使社会经济运行从单调繁重的工作中解放出来，并为数据智能搜集与分析提供了计算能力的支撑。例如，为了安防的需要，城市建设、机场保障都需要安装众多摄像头，如果沿用传统的方式，就需要耗费巨大的人力、物力进行处理。但是通过使用了GPU加速的超级计算机，只需要100多台就可以完成四万台摄像头的集中、智能管理。

应用合力？ 推进信息产业链升级

超级计算机的意义不仅在于其高性能的硬件与超高的计算能力，还在于高性能应用的创新与落地为信息技术的发展带来了更大的动力。目前，超级计算机应用已经在基础学科研究、高性能存储、智慧城市建设等方面发挥了重要作用，成为国家安全与国防建设、经济建设、重大工程、基础科学研究等领域的核心支撑力量。高质量的超级计算机应用可以更好的发挥超级计算机系统超高的计算能力，拓宽信息资源的挖掘渠道，对产业向高附加值方向升级以及经济结构调整起着重大的促进作用。
在这个过程中，超级计算机应用与云计算、大数据应用模式之间并非此消彼长的矛盾关系，而是同属高效信息化体系的应用基础。一方面，云计算、大数据本身即意味着超大的数据处理量，只有高效的高性能应用才能有效发挥其商业模式的优势；另一方面，云计算、大数据是超级计算机应用在发展过程中呈现的必然特征：随着超级计算机应用市场的不断深入，以及向其他行业、领域的不断扩展，数据量增长已达到前所未有的速度，更多的工作也将从传统基于本地的计算集群向基于网络的集群计算发展，这在客观上有赖于云计算、大数据的发展成果。
因此，随着云计算、大数据等新模式的发展，超级计算机不仅不会式微，反而会更加壮大。对于企业来说，如何通过商业智能以及高级分析应用将其价值发挥到最大，以及企业用户将如何选择复杂多样的超级计算机技术服务来应对自身的业务发展需求，将会成为企业在信息化建设中新的需求。

超级计算机化解大数据应用挑战

虽然大数据技术与大数据应用得到了快速的扩展，但仍存在着很多问题，其中比较突出的是“4V”挑战（容量、类型、速度、价值）。目前，大数据的容量可达到PB级，这些大容量数据的存储、处理会对用户的计算系统产生极大负担，建立在普通计算能力基础上的系统往往无法满足大数据的需求，更无法为用户获取价值以实现领先于他人的优势。
在应对大数据挑战的过程中，超级计算机可以起到重要作用。从数据的存储与处理的角度来说，采用超级计算机系统不仅可以大幅降低大容量存储的成本，而且其处理数据、传输数据、恢复数据的速度会远远超过普通的计算系统。
此外，超级计算机还可以为大数据应用中的数据同化问题提供解决思路。在大数据采集系统中，可能各个采集设备采集的数据在格式与类型上都是不一样的，将这些不同的数据进行统一会消耗大量的计算资源。而超级计算机在数据同化方面已经取得重要进展，其同化的速度和精确性已经能保持在一个很高的水平，其发展成果“嫁接”到大数据中会产生巨大的价值，并推动实现数据的组织和管理，基础架构，决策支持和自动化界面和分析。
超级计算机和大数据推动实际应用
任何一种技术概念，应用都是其体现最终价值的落脚点。目前，大数据正处于从概念到应用的过渡时期，大数据应用在产业成熟度、用户接受度、系统易用性等方面都存在着很多障碍。大数据应用怎样部署？大数据存储的数据怎样产生价值？如何将大数据分析后产生的结论应用到企业运营的决策之中？由于缺乏大规模应用的成熟案例与产业集群，金融用户等行业用户迟迟无法下定部署大数据的决心。
相对于大数据来说，超级计算机在很多行业用户中都得到了较早的部署与应用，其部署可以在软硬件一体化平台、数据存储等方面为大数据应用打下良好的基础。特别是超级计算机和大数据在内在逻辑上是相通的，在平台扩展、应用落地等方面具有互补优势，这就满足了超级计算机和大数据进行融合的充分性条件。

(14) 跟未来的量子计算机一比，最强的超级计算机也只是一把算盘

据《自然》杂志网站近期报道，悉尼大学和澳大利亚国立大学的研究人员报告称，他们在单个元件上聚集了迄今数量最大的量子回路，将此前14个的世界纪录刷新为10000个，提高了3个数量级。
悉尼大学物理学院理论物理学家尼古拉斯 梅尼库奇博士说：“制造量子计算机的两个最大障碍是微小量子系统的精确控制和可扩展性问题，这是制造大型超高速量子计算机的关键所在。我们已经在可扩展性方面取得突破性进展，通过激光制造出了可供量子计算机使用的‘电路板’。如何精确控制这些量子回路将是下一步的研究重点。”
最近，量子计算机研究领域还取得了另一项突破。加拿大西蒙 弗雷泽大学教授迈克 斯沃尔特领导的一个研究小组宣称，让室温下脆弱的量子比特的寿命延长到了创纪录的39分钟，将此前硅基系统中25秒的纪录提高了近100倍，克服了超高速量子计算机研究的一大障碍。
梅尼库奇称，虽然上述实验中的量子比特能存在于室温中，并在冷却和加热的整个过程中保持完好，但其被读取时的温度仍然需要低于零下263.15摄氏度。并且由于所有的量子比特都处于相同的量子态，无法满足量子运算所需要的基于量子比特的不同状态，因此无法用于量子计算。
研究人员说，支持多重状态的量子比特将成为未来一大挑战。他们希望有人能够创建一个能在室温下读取量子比特的系统。
如果量子计算机研制成功并投入实际应用，现在最强的超级计算机和量子计算机一比，也只是一把算盘。量子态可以处于0和1的“线性叠加态”，使其计算潜力有指数式的增长。但量子计算机热议多年，迟迟未能问世，原因是运算量子态极易受干扰，一点点热量或者信号噪声，都会使量子计算机崩溃。所以关键就在于如何找到屏蔽外界扰动的办法。各国科学家在此领域攻关多年，屡有建树，中国的研究水平也相当不俗。