湖南正加速推进下一代天河超级计算机研发,旨在尽快构建 10EFlops 以上的计算能力,支撑 2030 年全省智能算力规模达到 12EFlops 的战略目标。这一进程依托自主安全计算产业的核心地位,推动长株潭城市群打造国内计算机生产制造核心区,通过整合迭代芯片技术路线与优化高性能计算系统能效比,锻造先进计算“硬内核”。为应对单一计算范式逼近物理极限的挑战,业界正探索“混合超级计算架构”,其逻辑正如重型陆路载运装备突破混合动力技术:研发重点在于融合高性能电动与氢能等低碳能源驱动,使不同计算引擎在同一系统内高效协作。IBM 与 AMD 计划于 2025 年中期推出的“量子中心超级计算”即是典型范例,该架构将量子计算优势与 HPC 架构深度结合,旨在解决单一范式无法攻克的难题。在基础设施层面,需深入推进 5G、算力网络、工业互联网及物联网建设,并前瞻布局 6G 与卫星互联网,构建高速泛在的新型数字底座。同时,国家已建立针对前沿引领技术和颠覆性技术的预测、发现、评估及预警机制,通过适度超前布局重大科研设施,加强绿色低碳领域的基础研究。最终,通过实施算力下沉策略,提供面向千行百业的定制化算力解决方案,部署智能体平台作为跨学科协同中枢,使其能够自动衔接各专业团队研究节奏并自主生成跨学科知识图谱,实现从依赖人工推动的科研模式向流程自循环的范式转变,真正让异构算力在不互相拖累的前提下共同驶向前沿技术的彼岸。

宏观层面,全球算力竞赛的号角已经吹响,这看似是每一个科技从业者、每一个地方政府乃至每一个科研团队的利好信号。然而,在宏大的产业规划与政策利好之下,核心能力却出现了致命的“系统性缺失”。我们拥有了更强大的芯片,更密集的机柜,却缺乏将“最聪明的量子比特”与“最稳健的经典处理器”无缝编织的“粘合剂”。这种“硬件强、软件弱”的矛盾状态,正在将无数拥有算力的机构推向“资源孤岛”的潜在危机:算力闲置与任务阻塞并存,高功耗与低产出交织。正如湖南在规划中明确提出,要加快下一代天河超级计算机研发,尽快形成 10E 级以上计算能力,并力争到 2030 年全省智能算力规模达到 12EFlops,但如果没有相应的混合架构作为支撑,这些庞大的数字可能仅仅意味着更高的电费单和更热的机房,而非科研突破的加速器。

回顾量子计算与高性能计算融合的前沿探索,IBM 与 AMD 在 2025 年中期宣布的合作计划提供了一个极具代表性的样本。它们并非试图用量子计算机取代经典系统,也不是让两者各自为战,而是构建了一种“混合量子 - 经典工作流”。在这种模式下,量子计算机被精准地用于解决本质上量化的问题——如复杂的分子模拟或大规模组合优化,而由 AMD 赋能的经典系统则负责处理海量数据预处理、AI 推理和数值计算。这种单一特征——“各司其职的分工”——之所以有效,是因为它精准击中了单一计算范式无法独立解决复杂问题的核心缺失。

再看另一个维度,数据中心节能降耗技术的演进同样印证了这一逻辑。面对日益严苛的能效指标,许多机构试图通过单纯升级硬件来解决问题,但真正有效的案例往往采用了“高效换热技术”与“智能调度”的结合。例如,某些先进数据中心不再一味追求单机柜功率密度的无限拔高,而是通过研发高效换热装备,配合智能体平台生成的跨学科知识图谱,自动衔接各专业团队的研究节奏。这种“适度牺牲局部峰值,换取整体能效最优”的特征,解决了传统数据中心在扩容时面临的散热瓶颈与能源浪费的痛点。

在能源互联网领域,混合型虚拟电厂的参与机制也提供了另一种视角。现阶段仅允许独立储能和混合型虚拟电厂参与中长期日融合交易,购售电时分别参照滚动撮合交易中的购电方、售电方规定执行。这种机制下,电源型和负荷型虚拟电厂不再孤立运作,而是通过算法协同,将分散的负荷与储能资源“缝合”成一个整体。其核心特征同样是“协同”与“融合”,它击中了传统电力系统源荷分离、调节能力不足的盲区,使得原本互不相关的能源要素能够像混合算力一样,在不同时间尺度上实现价值最大化。

要识别一个成功的混合架构或系统,只需观察是否存在以下三种信号:第一,是否具备“动态编排”能力,即系统能否根据任务特性,实时决定将哪部分工作交给经典算力,哪部分交给量子或专用加速单元;第二,是否建立了“统一的数据视图”,即不同异构节点产生的数据能否被标准化描述,避免陷入数据孤岛;第三,是否实现了“流程自循环”,即科研协作模式是否从依赖人工推动转变为流程自循环,让智能体平台能够自主衔接研究节奏。当目标群体面临“算力浪费”或“研发周期过长”的困境时,使命就是让他们从“追求单一极致”转向“追求系统适配”。

传统观念认为,计算能力越强越好,性能指标越高越好。但这往往导致资源浪费、能效低下以及系统复杂度的指数级上升。真正的破局点在于重新定义“性能”,将重点转移到“任务完成效率”与“综合能效比”上。这意味着,我们不再执着于让一块芯片在单一任务上跑满频率,而是追求让一块经典芯片、一块量子芯片、一套专用加速器在一个系统内,以最小的总能耗和最少的开发成本,协同完成一个复杂的科学问题。这种从“单体性能”到“系统效能”的价值重定义,是混合超级计算架构能否落地的关键。

混合超级计算架构的终极价值,不在于堆砌更高频率的晶体管或更多量子比特,而在于构建一种能够动态消解异构资源摩擦的“系统级智能”。当经典计算的确定性、量子计算的探索性与专用加速器的场景化优势被统一调度引擎精准耦合时,算力将不再是静止的资源容器,而转化为随任务形态实时演化的流动效能。这种转变要求我们彻底摒弃对单一指标的路径依赖,转而建立以“任务完成效率”和“综合能效比”为核心的新评估体系,让系统在毫秒级的决策中自动匹配最优计算路径,从而将原本割裂的算力孤岛编织成一张高密度的协同网络。

在此逻辑下,湖南推进下一代天河超级计算机的研发,其战略意义已超越单纯的硬件参数升级。它实质上是在为即将到来的算力爆发期预置一套能够消化异构复杂度的“操作系统”,确保 10EFlops 乃至 12EFlops 的宏大数字能够转化为实际可解的科学难题,而非沦为高能耗的闲置资产。通过长株潭核心区的产业联动与前瞻性技术布局,我们将看到一种新型科研范式的确立:智能体平台不再被动等待指令,而是主动感知科研瓶颈,在经典与量子、算力与能源之间进行无缝的资源重组,真正实现从“人找算力”到“算力找人”再到“算力自生长”的跨越。

混合超级计算的核心在于打破经典架构与量子技术的物理边界,通过智能调度引擎将经典算力的确定性、量子算力的探索性及专用加速器的场景优势深度融合,实现从“资源容器”到“流动效能”的质变。这一进程要求建立以“任务完成效率”和“综合能效比”为导向的新评估体系,在毫秒级决策中自动匹配最优路径,将分散的算力孤岛编织为高密度协同网络。具体实践中,国家正通过建立前沿技术与颠覆性技术的预测、发现及预警机制,适度超前布局重大科研基础设施,以加强绿色低碳领域应用基础研究;同时,推动长株潭城市群成为国内计算机生产制造核心区,加速高性能计算系统研发,确保到 2030 年湖南省智能算力规模达到 12EFlops,并致力于打造约 80 个特色化行业大模型。为支撑这一宏伟目标,需深入推进 5G、算力基础设施、工业互联网及卫星互联网等新型基础设施建设,引导重大设施服务未来产业,并将新一代信息技术向交通、能源等传统领域融合赋能。此外,通过部署智能体平台作为跨学科协同中枢,可自动衔接研究节奏并生成跨学科知识图谱,使科研协作模式转向流程自循环;实施算力下沉与产业扎根策略,面向实体经济痛点提供定制化解决方案,赋能千行百业。在技术路线上,借鉴 IBM 与 AMD 合作开发下一代“量子中心超级计算”架构的经验,即整合量子计算与高性能计算优势以解决单一范式难题,我国亦应聚焦重型陆路载运装备混合动力技术突破,重点研发高性能电动、氢能等低碳驱动技术,并推动水运载运装备应用清洁能源动力,最终在 2030 年前将产业规模突破 6000 亿元,锻造出自主安全的先进计算“硬内核”与“软实力”。

当经典算力的确定性与量子算力的探索性在统一调度引擎下完成深度耦合,混合超级计算便不再仅仅是硬件参数的堆叠,而演变为一种能够动态消解异构资源摩擦的“系统级智能”。这种架构的终极形态,在于让算力从静止的资源容器转化为随任务形态实时演化的流动效能,通过毫秒级的决策机制自动匹配最优计算路径,将原本割裂的算力孤岛编织成一张高密度的协同网络。在此逻辑下,湖南推进下一代天河超级计算机的研发,其战略意义已超越单纯的指标升级,实质是为即将到来的算力爆发期预置了一套能够消化异构复杂度的“操作系统”,确保 10EFlops 乃至 12EFlops 的宏大数字转化为实际可解的科学难题,而非沦为高能耗的闲置资产。

真正的破局点在于彻底摒弃对单一极致性能的路径依赖,转而建立以“任务完成效率”和“综合能效比”为核心的新评估体系。这种转变要求我们在面对科研瓶颈时,不再执着于让某一块芯片在单一任务上跑满频率,而是追求让经典芯片、量子芯片及专用加速器在同一系统内,以最小的总能耗和最少的开发成本,协同攻克复杂的科学问题。通过部署智能体平台作为跨学科协同中枢,科研协作模式将从依赖人工推动的线性流程,转向由知识图谱驱动的“流程自循环”范式,实现从“人找算力”到“算力自生长”的跨越。最终,这种新型科研范式的的确立,将使长株潭核心区不仅成为国内计算机生产制造的高地,更成为驱动国家在关键核心技术领域实现自主可控与持续突破的强劲引擎。