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超级计算机性能和技术不高,而不仅仅是“速度”

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6月17日,新的全球500强超级计算机名单发布:美国超级计算再次达到顶峰,浮点计算速度达到每秒1,486亿次。连续四次赢得世界超级计算机的神威太湖之光排在第三位。

消息是,虽然中国的超级计算数量排在第一位,但仍然对该行业产生了影响。那么,您如何看待美国超级计算机重返榜单并重新获得成为老板的感觉?如何科学合理地看待中国超级计算机的发展?未来超级计算机的发展趋势是什么? 6月18日,“科技日报”记者采访了超级计算领域的相关专家。

  全球超算比的不仅是速度,最关键的在于应用

面对中国的超级计算机速度,它被美国超越。根据外界的各种争论和争论,国家无锡超级计算中心主任杨光文认为,超级计算机被称为国家重武器,属于国家高技术战略领域。争夺命令的技术高度。但是,从一个国家的超级计算机的性能和技术水平来看,我们不能简单地看它的速度,更应该反映在实际应用中。这取决于它是否可以使用和使用,是否能满足国家的特殊需求,服务于高科技产业的发展。

无锡超级计算机先进制造中心主任任虎告诉记者,自2016年6月神威太湖光学计算机系统推出以来,浮点计算的峰值容量超过每秒十亿次并且平行规模更大超过一千万个核心。它吸引了国内外众多领先团队进行研究和应用开发,取得了许多重要的应用成果。

在过去的三年里,国内外各个领域的研究机构,公司和机构已经申请了1,845个账户,其中3个在香港和台湾,45个在国外(包括美国,英国,俄罗斯,日本,澳大利亚) ,瑞士)。而新加坡和其他国家)共完成了1200多万件申请任务。

这些应用主题涵盖20多个应用领域,包括气候和气候,航空航天,海洋工程,海洋环境,石油勘探,生物信息学,药物设计,电磁仿真,量子模拟,先进制造,新材料和新能源。在工程,大数据和人工智能等科学与计算领域的10多个重大国家项目和重点研发项目中,200多个应用项目已达到100万核心计算规模。

特别是,22个大型应用程序可以有效地运行整个机器的计算资源,并行规模达到1000万个核心,并取得了许多高水平的应用程序结果。在戈登贝尔奖在国际高性能计算应用领域的六大顶级应用中,该公司分别批准了两项非静态大气动力学,完全隐式模拟和非线性大地震模拟应用,并于2016年获奖。2017年戈登贝尔奖。

  神威太湖之光成果促使美国再次发力

美国长期以来一直认为中国是最强大的竞争对手。过去,美国政府已禁止向中国出售高性能计算芯片,旨在通过销售限制阻止中国超级计算机的快速发展。杨光文说,在过去的15年里,中国自主研发了世界上最强大,最快的神威湖,充分体现了中国超级计算机的研发水平,仍处于世界领先地位。特别是在超级计算机应用方面,中国已经在世界上处于领先地位,充分展示了中国超级计算机的实力,引起了全球超级计算机的关注。

高性能计算对于国家安全,经济竞争力和应对科学挑战的能力至关重要。如果计算能力不足,很难在技术发展中保持持续的领导地位。因此,如果美国想继续保持其全球超级大国的地位,他们必须回到超级计算机领域的顶峰。特别是中国超级计算机取得的这些成就触及了美国政府和研究机构。神威太湖的问世使得美国更多地投资开发新一代超级计算机。杨光文说。

据杨光文介绍,E级计算被公认为超级计算机领域的下一个王冠,是信息技术创新和国际竞争的主导高度。 E类超级计算是指每秒可执行数百亿次操作的超级计算机。它比神威太湖的光速快8倍。主要涉及全球气候变化模拟,大尺度天体物理数据处理,模拟宇宙演化和新材料验证。等待主要的计算需求。因此,发达国家在发展中处于领先地位。

事实上,面对未来的新挑战和考验,中国已经推进了下一代的超级计算。在“十三五”国家重点研发专业化中,E级原型系统支持三种不同的技术路线,即天河三号,黎明机的开发和神威机。可以说,中国超级计算机系统E级的研发正在稳步推进。

随着国际竞争和形势的变化,中国超级计算机的下一步是掌握关键技术,包括处理器,光电元件,3D存储器,新存储设备,应用软件等,并增加超级紧急数据的数量。和人工智能。计算应用支持,全面构建超计算的国内生态环境,实现可持续创新发展。中国国家高性能计算研究与发展组组长,中山大学数据科学与计算机科学学院院长钱德培说。

在科学和技术领域有这些“硬骨头”。

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北京时间6月30日电,记者詹元从中国科学技术协会获悉,在中国科学技术协会第21届年会闭幕式上,中国工程院院士周守伟,中国工程院院士,中国科学技术协会,2019年颁布的20项重大科学问题和工程问题及技术人员在科学发展中具有指导作用,在技术和产业创新中具有关键作用。

据中国科学院院士,中国科学技术协会名誉主席韩启德介绍,这些重大科学问题和技术与工程问题与当前国民经济和人民生活密切相关,具有战略意义。对未来的意义。他认为,从这些问题和困难中,中国的技术创新能力正在从量化积累转向质的飞跃,从准时创新转向提高系统能力。他说他很想见证未来这些问题和问题的进展。

据了解,81个国家协会和协会积极参与了收集和释放活动。 736名科技工作者参与了论文,1527名专家和学者参加了该推荐活动,7079名科学家参加了初选在线选举,124名科目参加了该团队。专家参加了在线调查,52名专家参加了地方议会的重新选举,27名学者参与了最终的选拔,最后决定发布催化反应机制,包括单原子催化剂和高能电化学。能量电池的材料。一个重要的科学问题和技术工程问题。

对于这20个重大科学问题和技术与工程问题,中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授杜善义认为,在征服自然的漫长岁月里,人类一直梦想着天堂。并在深海中游荡。从小型芯片到巨大的航空母舰,有许多科学和技术问题需要解决。这些在科学和技术领域确实很难实现。我们解决这些科学问题和技术问题,这不仅会改变我们的人类生活。同时,它也将对未来人类社会的发展和进步起到支撑和引导作用。他说。

据了解,自2018年以来,中国科学技术协会通过国家协会和协会的协会,为大多数科技工作者发起了重大科学问题和工程技术问题。这是中国科学技术协会的第二大科学。问题和技术工程挑战的启动。启动这些重大科学问题和技术工程问题,将为中国实现先进科学技术发展,掌握新一轮全球技术竞争战略提供支持。中国科学技术协会将在未来建立一个加强科研和技术研究指导作用的长效机制。

20个主要科学问题和技术与工程挑战:

暗物质是否可以被检测到的基本粒子?

探索新形式的激光核聚变

单原子催化剂的催化反应机理

高能量密度的电化学电池材料能量

情感意识的来源

细胞器之间的相互作用

单细胞多光学技术

废物资源生态安全利用技术整合

全智能工厂的关键技术问题

地球附近小物体的研究,防御和发展问题

大地震机制及其物理预测方法

发现原始药物靶点的新方法和新方法

评估中医临床疗效的创新方法和技术

智能生成人工智能系统的机制

氢燃料电池能量系统

合成可再生燃料

民用超声波绿色飞机设计技术

航空航天运输系统的可重用性和评估技术

深井完全断面隧道技术

氢气与油气勘探开发一体化机制及关键工程技术

测量发动机转速和控制电动车的速度霍尔效应实际上非常接近生命

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它可以测量发动机转速并控制电动车的速度。

霍尔看似深刻的影响实际上非常接近生活。

第二个职位

量子霍尔效应是自20世纪以来凝聚态物理领域最重要的科学发现之一。到目前为止,有四个诺贝尔奖与他直接相关。然而,三维量子霍尔效应已经成为科学家心中100多年的神圣之地。直到去年12月,中国复旦大学物理学院的研究小组宣布,首次观察到三维量子霍尔效应。

最近,科技大学及其合作团队在《自然》上发表了一篇文章,通过实验验证了三维量子霍尔效应并发现了金属绝缘过渡。

电信号与磁信号转换的桥梁

以前,科学家对量子霍尔效应的研究只停留在二维系统中,对三维系统只有无限的推测。 Xiu Faxian团队发现了由三维外轨道形成的新的三维量子霍尔效应的直接证据,并从二维到三维的量子霍尔效应迈出了基本步骤。

这次,中国科技大学合作研究团队紧随其后,进一步证实了三维量子霍尔效应,并验证了显着的拓扑绝缘现象。

霍尔效应是在1879年美国物理学家E.霍尔的实验中发现的,以他的名字命名并传递给世界。核心理论是带电粒子(如电子)在磁场中移动时被洛伦兹力偏转,磁场中的电流也可能偏离。当电流垂直于外部磁场穿过半导体时,载流子被转向,并且电荷通过导体累积,以在导体内产生电场,该电场的方向垂直于电流和磁流的方向。领域。当电场强度和洛伦兹力平衡时,载体不再转向。此时,在半导体的两端形成电位差。这种现象是霍尔效应,这种电位差也称为霍尔电位差。

通常,霍尔效应实际上是电信号和磁信号之间的桥梁。只要电信号转换成磁信号,就可以使用霍尔传感器。

这个看似先进的概念非常贴近我们的生活:例如,我们将霍尔元件放入汽车中,我们可以测量发动机转速,车轮转速和转向位移;例如,将霍尔元件放在电动自行车上。在中间,它可以变成控制电动车辆行驶速度的杠杆。

量子霍尔效应停留在二维空间

1980年,在发现霍尔效应100年后,年轻的德国教授克劳斯冯克莱因通过理论分析和实验发现了整个量子霍尔效应,将霍尔效应带入了量子场。

冯克利庆发现,量子霍尔效应一般存在于超低温和强磁场等极端条件下。在极端条件下,电子的偏转不再像正常的霍尔效应那样强烈,而是变得更强烈,并且偏转半径变得更小,好像它在导体内围绕某一点。也就是说,导体中间的部分电子被锁定,电流只能连接在导体的边缘。由于这些发现,他于1985年获得了诺贝尔物理学奖。

虽然量子霍尔效应是诺贝尔奖的常客,但相关研究仅限于二维量子系统。毕竟,我们生活在三维空间。如果我们扩展到三维系统,量子霍尔效应有什么不同?

另辟蹊径验证三维量子霍尔效应

以前,实现三维量子霍尔效应的想法主要是堆叠二维量子系统。然而,仅获得了霍尔的量子量子效应,并且没有观察到量子霍尔电阻和空间中的电子振荡。

中国科学家采取了不同的方法,选择了不同的材料Xiu Faxian的研发团队选择了砷化镉楔形纳米结构。中国科技大学的团队选择了碲化铋的三维晶体。这些被认为是拓扑绝缘体的三维纳米结构,并且科学家观察到类似于二维量子霍尔效应的现象,即,在一个方向上的电阻呈现逐渐变化,而在另一个方向上的电阻呈现出振荡。并且我们首次获得了世界上第一次三维量子霍尔效应的观察和验证。

在这项研究中,来自中国科学技术大学的团队也对材料的导电性能进行了大量扫描,并获得了金属绝缘转换规律:人们可以通过控制绝缘金属来进行绝缘金属的转换。温度和场施加。该原理可用于制造诸如量子磁控管开关的电子元件。三维霍尔效应量子材料中的电子迁移率非常快,电子的能量可以快速传输和响应。它具有应用于红外线检测和电子自旋检测装置的应用前景。第三,三维量子霍尔效应也可以应用于特殊载流子系统,因为它们具有量化的导电特性。

科普:美国火星下555彩票网址一代的“黑技术”

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新华社洛杉矶6月28日电(记者谭晶晶)美国宇航局本周宣布将于今年秋季在美国正式命名下一代火星火星2020,并邀请来自世界各地的年轻人参与这项任务。的兴趣。

除了命名竞赛外,美国宇航局最近还宣布了火星2020使用的一些黑色技术,包555彩票网址括探测器着陆,氧气输送,水资源获取和太空服。让我们555彩票网址来看看。

  着陆

根据该计划,2020年火星将于2020年7月启动,次年2月它将降落在火星赤道以北的Jezero火山口,以寻找红色星球可能存在的迹象。

进入火星大气层,下降和着陆是探测成功任务的先决条件。据报道,火星降落伞2020传感器将记录其进入火星大气层时的供暖和运行情况,帮助工程师优化大型空间设备的着陆设计,如载人探测器和宇航员栖息地。

Mars 2020配备了一个称为地形导航的系统。在朝向火星表面的着陆过程中,系统将通过将预先加载的地形图与其捕获的地形图进行比较,自动将向下轨迹调整到安全着陆点555彩票网址。

美国国家航空航天局说,这是因为相对于地形的航行发展,任务团队选择Jezero陨石坑作为着陆点。有许多巨石和悬崖,许多是被风侵蚀的地质事故。这种地质多样性对以前在火星上的登陆任务非常危险。将来,这种自主导航技术可以应用于人类降落在火星上之前红色星球上的相关设备。

  氧气

如果运输地球的成本很高,生活在火星上的宇航员需要稳定的氧气供应。火星2020上的火星氧气原位资源利用试验(MOXIE)将探索一种替代方案,试图将火星大气中的主要成分二氧化碳转化为氧气。

NASA称MOXIE是一种小型示范设备,但它所使用的技术应该促进更大,更高效的氧气发生器的开发,这些氧气发生器解决了火星上的宇航员呼吸问题并将它们返回地球以便在火星上使用。火箭提供氧气燃料。

  水

火星2020将由称为RIMFAX(火星地下实验雷达成像仪)的地面穿透雷达提供动力,该雷达将是第一颗在火星表面上运行的雷达。科学家将研究通过它们拍摄的高分辨率图像掩埋的古河床的地质特征。更重要的是,预计RIMFAX将在未来用于寻找地下冰的储存点,并帮助宇航员获取饮555彩票网址用水资源。

  宇航服

每隔26个月,地球和火星将位于太阳的同一侧,此时往返火星的发射窗将打开。火星没有磁场,也不能利用磁场抵抗宇宙对地球的破坏性辐射。这意555彩票网址味着火星上的早期宇航员可能不得不面对长期的宇宙辐射,因此它们旨在保护宇航员免受宇宙辐射。太空服已成为一项重大挑战。

美国国家航空航天局表示,火星2020将首次携带五种类型的火星服装材料进行现场测试,包括宇航员头盔材料样本和四种织物材料样本。科学家计划使用一种名为SHErlOC的科学仪器和相机来研究这些材料对紫外线辐射的保护作用。

555彩票中国首个高能同步辐射源在北京怀柔开始建设

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来自中国的第一个高能同步辐射源始于北京怀柔,其形象是其完工的结果。图片由中国科学院高能研究所提供

中新网,北京,6月29日(记者孙子发)记者29日从中国科学院高能物理研究所(中国科学院高能研究所)获悉555彩票,将成为第一个中国和世界上最亮的第四代同步辐射。高能同步辐射源(HEPS)是其中一个光源,于同日在北京怀柔科学城正式开通。它的一般结构看起来像一个放大镜,这意味着一种检测微观世界的武器。

作为中国主要的国家科技基础555彩票设施,高能同步辐射源于2017年12月获得国家发展和改革委员会批准。该国已为中国重点战略和中国建立了技术支撑平台。 “十五”期间的基础科学研究。主要技术基础设施,中国科学院和北京怀柔科学城的主要装置,也是北京怀柔国家科学中心最重要的技术基础设施。

高能同步辐射源项目由中国科学院高能研究所进行。主要建筑内容包括加速器,光束线555彩票站和附属设施。建设期6。5年,新建建筑面积12.5万平方米。其中,高能同步辐射源的主加速器周长为1360.4米,电子束能量为60亿电子伏特。该设计的亮度比较555彩票强的X射线管大8-12个数量级。这种高强度光源可以让科学家们知道。观察和研究的时间大大减少,实验在几周内完成需要数周时间。主加速器采用弯曲铁消色差结构单元7BA,可以感知电子束电流的自然水平发射度小于60皮米,这也是第四代衍射极限光源的主要特征。

根据中国科学院高能研究所的资料,高能同步辐射源可以建造不少于90条高性能光束线和实验555彩票台。在第一阶段,建议构建14个最迫切需要的光束线和相应的实验台。在构建时,它可以提供同步辐射,能量高达300,000电子伏特,高亮度和高相干性。它具有纳米级的空间分辨率,皮秒的时间分辨率和环境中的伏特555彩票能量分辨率。它将为国家发展战略和工业核心的迫切需求的相关研究的实时和原位多维表征提供研究平台。

业内专家表示,建设高能同步辐射源是推动中国同步辐射源在世界前沿的实地研究的重要举措。建成后,将全面提升中国在科学技术和工业方面的独特创新能力,并将成为中国的一项重要国际技术。合作和科学研究的基础平台。 (完)

研究人员受到蜗牛外膜的启发,开发出可逆的超级胶水官方手机版

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宾夕法尼亚大学和利哈伊大学的工程师开官方手机版发出了一种强大的可逆粘合剂,它使用与蜗牛相同的机制来粘附和松散表面。蜗牛不断分泌粘液,以防止身体干燥和帮助锻炼。他们还使用这种粘液形成一种称为外膜的粘合层,将它们固定到位。这层粘液进入其表面的孔隙和不规则处,但是在夜间,当环境变得潮湿并且蜗牛决定继续前进时,硬化的粘液软化并且其粘合性能被逆转。

人类目前使用的粘合剂有两个方面:可拆卸和可重复使用的粘合剂是方便的,但不是很强,超强粘合剂是完全不可官方手机版逆的。我们真正需要的是两全其美。在Shu Yang(材料科学与工程系和化学与生物分子工程系)的领导下,该团队几乎意外地发现了一种可逆材料官方手机版。在另一个项目中,研究人员使用了一种由聚甲基丙烯酸羟乙酯(pHEMA)聚合物制成官方手机版的水凝胶,这种聚合物常用于隐形眼镜。研究人员发现这种水凝胶的官方手机版附着力与蜗牛非常相似。

总之,pHEMA在潮湿时会被橡胶化,但在干燥时会很硬。事实上,当它干燥时,它变得像塑料瓶盖一样坚硬,但它不会收缩并从表面移开。正是这种特性与表面形成了令人难以置信的强烈联系。但神奇的是,你可官方手机版以重新润湿它,它会毫不费力地滑动。此外,当体积增加时,pHEMA不会失去强粘附力。通常,粘合强度和尺寸之间存在负相关。因为pHEMA不依赖于脆弱的结构,所以没有这样的问题。

该实验室和其他实验室测试表明,尽管pHEMA可能不是最强粘合剂之一,但它在可逆粘合剂中是迄今为止最强的粘合剂。虽然pHEMA确实令人印象深刻,但研究团队认识到其可逆性因其对水的影响而不适合广泛的应用。

日本公司使用二氧化碳来合成用于商业运营的天然气

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根据6月21日的《日本经济新闻》报告,日本国际石油开发公司皇家石材公司(称为国际皇家石材公司)正在准备使用自己的二氧化碳作为城市燃气的问题。经营回收业务。原材料将于8月份在新泻县气田生产,城市天然气将在2030年前供应5万户家庭。二氧化碳的回收正在受到全世界的关注。国际钻石计划提高了气候变化相关技术处理的竞争力,并正准备将这些技术扩展到海上天然气田。

日本新泻县长冈市的迪士国际气田

这是日本首次将二氧化碳用作城市燃气的商业运营原料。要求企业关注环境问题的ESG(环境,社会,公司治理)正在成为时代的潮流。在6月16日举行的20国集团能源和环境部长会议上,双方就二氧化碳再利用方面的合作达成了共识。国际迪斯通将开展业务运营,这可能会导致相关行业的收集,如成套设备。

International Dishi将在日本新泻县长冈市最大的天然气田建立生产设施,以二氧化碳与氢气发生化学反应,生产甲烷作为城市燃气的原料。生产始于8月,首先是年产约50吨甲烷,与城市燃气混合并通过现有管道供应。计划到2030年将采矿权推广到国外的公司天然气田,年产量将增加到35万吨。包括国外在内,每年重复使用100万吨二氧化碳。

一开始的生产成本应比普通城市燃气高十倍。国际石材公司希望通过大规模生产和相关设备的影响降低价格,并努力在2030年后降低到普通城市燃气的水平。通过这种方法产生的甲烷,二氧化碳排放可以被认为是零。它还可以纳入国际谈判的碳定价机制,以促进减排,定价温室气体,并避免二氧化碳排放成本。

在使用二氧化碳作为原料时,完整设备的制造商也从外部起作用。 Dishi International可以利用其自身气田产生的二氧化碳进行商业运营,并充分利用这一优势。该公司在20多个国家开展业务,通过将技术与采矿权结合起来,加强与资源国的关系。此外,该公司将在2021年之后转而使用可再生能源生产氢气,从而减少二氧化碳排放总量。

在使用二氧化碳作为原料方面,大型欧美公司起了带头作用。在加拿大的油砂开发活动中,荷兰皇家壳牌公司开展了碳捕集与封存(CCS)业务,将二氧化碳埋在地下并储存约400万吨。英国石油公司(BP)和法国道达尔计划在英国东北部建立一个天然气工厂,该工厂可以进行单一的回收,储存和使用二氧化碳排放。

在欧洲和美国,非能源公司也开始采取行动。德国的奥迪开始从现有的管道供应合成甲烷。德国大型能源公司Uniper也与法国和意大利的公司合作开展同样的业务。

日本的日立造船公司(日立造船公司)开发了一种生产甲烷的设施,它可以对氢气产生的热能产生的二氧化碳做出反应。计划在2022年混合甲烷和天然气,并将其作为发电燃料投入商业运营。日本政府在2018年内阁会议决定的基本能源计划中提到,政府应大力推动相关技术的实用,以便将二氧化碳作为能源系统脱碳的一种手段。