法國《回聲報》網站7月10日刊登題為《超級電腦調查報告:橡樹嶺,美國競爭力的秘密武器》的文章,作者是露西·羅伯坎,內容編譯如下:
美國聯邦政府在田納西州造出了運算速度極快的電腦。這是為美國工業服務的一個武器,已經讓醫療衛生和航空航天等領域取得了決定性突破。
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,長期被美國政府從地圖上抹去,希望人們避免談論其存在。在為發明核彈做出巨大貢獻後,這裡如今仍在讓美國保持著世界科研的領先。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:1942年在這裡誕生了全球最大的工廠進行鈾濃縮,三年後這些濃縮鈾被用到了廣島和長崎。當初的建築已經被推平,取而代之的是如今世界上最先進超級電腦的工廠。橡樹嶺由美國能源部提供資金,每秒可以處理數以十億計的資料,用以發展未來科技。
就像奧本海默時期一樣,要進入這裡需要通行證,還要在森林裡行駛5公里才能抵達實驗室。在那裡,來自全球的一些工程師齊聚在一起,研究如何在醫學、天文和微生物等領域實現突破。
被命名為“前沿”(Frontier)的超級電腦,佔地達三個網球場。這是世界上運算速度最快的電腦,是第一個跨過每秒100億億次大關的超級電腦!這一運算次數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。”
“前沿”的能源消耗也同樣遙遙領先。普通筆記型電腦的耗電量是65瓦左右,而“前沿”的耗電量是2000萬瓦。如果這台超級電腦24小時最大功能運轉,需要一些巨大的水管給機器降溫。能源價格是選址的一個主要因素。阿巴拉契亞山脈腳下的河流和田納西州的陽光,讓當地的電價成為全美最低之一。梅瑟表示:“這正是超級電腦設在這裡的原因。此外,當地還十分偏遠,這也是為何第二次世界大戰期間政府選擇在此地造核彈的原因!”
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新領域維護國家主權;其他項目則是私營企業或海內外研究中心的訂單。
科研是免費的,條件是委託者要同意將結果公之於眾。毫不意外,成功是巨大的:最近幾周,要求實驗室開發新型飛機發動機的美國工業巨頭通用電氣,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後的神秘領域之一:如何形成渦旋。也就是在這種情況下,我們能夠充分開發‘前沿’的潛力。”
在橡樹嶺,美國揭開了新冠肺炎的神秘面紗並開發出第一批疫苗。也是在這裡,對病毒進行了原子層面和遺傳方面的剖析,這樣做就是為了研製出未來的藥物。還是在這裡,氣象學家們嘗試找到龍捲風和海嘯的成因,天體物理學家們製作星球爆炸的模型。
建造超級電腦所耗費的6億美元資金全部來自美國能源部。為何它會花這麼多錢做這件事呢?因為算力對於企業和研究人員來說已成為競爭力的關鍵:它是高科技企業追求的資源,可以推動科研取得巨大進展。
競賽顯然是全球性的。在歐洲,芬蘭依靠其超級電腦“盧米”位居前列。此外,能進入前列的超級電腦可能在未來數月中先後出現在德國(朱庇特)和法國(儒勒·凡爾納)。
但是,美國想不惜一切代價保持自己的領先優勢。每五年,橡樹嶺就會推出一台超級電腦,算力是之前的三倍,這讓其確保了世界巔峰地位。下一台超級電腦的推出預計是在2027年。除了“前沿”之外,美國還研發了相當於全球一半算力的多台超級電腦。這一巨大算力的競賽,實際上很難持續下去:這些資訊處理巨獸太耗能了,不可能更為龐大了。
決定未來的是什麼呢?錯過了最近科技戰的法國人,希望通過量子電腦贏得下一場科技戰。這種量子電腦能夠提供強大算力,但能源成本可降到最低。因為電腦電晶體只識別0或1,而“量子位元”可以同時運行0或1,而且可以運行兩者任何比例的混合。可能要進行的運算量級會減少但耗能也很小:法國領先企業帕斯卡爾量子技術公司推出的一款處理器耗電量只相當於四個電吹風機。
設在巴黎郊區的這家初創企業,提供了一個完全不同於橡樹嶺的場景:在兩層大門內,量子電腦只有一個小冰箱那麼大。各工作間都是以《星球大戰》中的名字命名,到處都是噼裡啪啦的聲音,也證實這是一家正在蓬勃發展的企業,其產品已經開始推向市場。第一批裝置剛剛賣給了法國原子能委員會和沙烏地阿拉伯阿美石油公司,後者主要用其來最佳化自己的油井管理。該初創企業還與法國電力公司就最佳化充電樁的使用進行合作研發。
該公司的創始人喬治-奧利維耶·雷蒙認為:“如今,人工智慧是由輝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。法國有能力培養明天的輝達。”
不過,對量子電腦的追捧似乎有點過熱。一位法國業內人士指出:“要等到15年後,量子電腦才能從每秒1000兆次提升到每秒100億億次,算力相差近千倍。”
量子技術會讓橡樹嶺的工程師們恐慌嗎?還真不會。人們在橡樹嶺實驗室的走廊裡談論時表示,量子技術尚處於初步探索階段。梅瑟說:“如果在我們的下一台超級電腦裡裝上一個量子處理器,那我會感到非常吃驚。可能要等到多年以後吧,大概是本世紀30年代。”這可能會讓美國和歐洲在競爭力方面的差距在很長一段時間裡繼續拉大。 (牛彈琴)