孟祥飛，領(lǐng)跑超算

李議

他是“建筑師”，建設(shè)出虛擬數(shù)字世界的高樓大廈；他是“創(chuàng)意師”，讓數(shù)據(jù)價值推陳出新；他又是“繡花匠”，讓軟件代碼花樣翻新；他立足于“天河”系列超級計算機應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)與開拓，使“天河一號”超級計算機成為名副其實的國之重器。他就是孟祥飛，國家超級計算天津中心黨支部書記、應(yīng)用研發(fā)部部長，我國“十三五”首批“國家重點研發(fā)計劃”高性能計算領(lǐng)域最年輕的項目負責(zé)人。

“建筑師”蓋“高樓大廈”

1979年，孟祥飛出生在山東臨沂革命老區(qū)一個小村莊，父親是一名退伍軍人，從小到大，父親一直教育孟祥飛要愛國愛黨，做堂堂正正的男子漢。

2006年，孟祥飛考入南開大學(xué)理論物理專業(yè)攻讀博士。他所學(xué)的理論物理專業(yè)需要超級計算機開展研究工作。2010年以前，我國的科研條件比較薄弱，他的研究在國內(nèi)很難找到大規(guī)模支撐平臺，因此，孟祥飛只能選擇通過聯(lián)合培養(yǎng)的途徑到美國繼續(xù)研究物理。

留學(xué)期間，孟祥飛的科研工作取得突出成績，導(dǎo)師告訴他，繼續(xù)在美國工作，不僅可以完成兩三篇博士論文，還能得到更加優(yōu)越的科研條件?？墒?，孟祥飛毅然決然地選擇了回國。

2008年，孟祥飛學(xué)成回國后，得知國家超級計算天津中心正在籌建的消息，便不假思索地放棄其他工作機會加入新團隊。他信念執(zhí)著：“一定要研發(fā)中國自己的‘超算’?！?/p>

孟祥飛和團隊成員一起改造機房，安裝電纜和機柜。一百多臺機柜，他們?nèi)死缈福秒p手組裝完成。為了在離地60厘米的機柜下接通信線路，他們躺在地上，擰螺絲、焊板子，一干就是幾個小時。

白墻、水泥地、裸露的電纜網(wǎng)線，環(huán)境雖然簡陋，但設(shè)備卻是無價之寶。夜間沒有人值班，孟祥飛帶頭值晚班，并且負責(zé)系統(tǒng)運維任務(wù)。近40攝氏度的高溫下，毛坯房里沒有空調(diào)，只有蚊子在耳邊嗡嗡地飛。孟祥飛盯著閃爍的顯示屏，實在困極了，就在裝服務(wù)器的大紙箱上和衣躺下，用濕毛巾包著臉，既降溫又防止蚊子偷襲，醒了再去接數(shù)不清的光纖……

孟祥飛團隊沒日沒夜奮戰(zhàn)了七個月，“天河一號”超級計算機系統(tǒng)實現(xiàn)了穩(wěn)定運行。孟祥飛很感慨：終于建造起了自己的“超算”。這在國外，一般需要一年到一年半的時間。

“創(chuàng)意師”算天算地也算人

2010年11月2日，一個振奮人心的消息傳來：國際超級計算機大會認定中國“天河一號”以每秒2570萬億次的實測運算速度，成為世界上運算速度最快的超級計算機，打敗了美國超級計算機“美洲豹”。聽到消息，孟祥飛的眼淚奪眶而出。然而，美媒刊文稱：“中國就是造了一臺大型游戲機，中看不中用。”孟祥飛急了，他找到超算中心領(lǐng)導(dǎo)立下了軍令狀：“干不好應(yīng)用，我就卷鋪蓋走人。”

如何從算力實現(xiàn)生產(chǎn)力？孟祥飛全身心地投入科研工作中。上下班路上、出差途中，都是他搞科研的自習(xí)時間。他開發(fā)軟件、編寫方案，即使在地鐵上，也常處于工作狀態(tài)，寫方案、開發(fā)代碼，經(jīng)常坐過站，一直坐到終點站被乘務(wù)員請下車。

“天河一號”計算機系統(tǒng)是7×24小時運行，孟祥飛也跟著每天“刷夜”，只要機器在運行，系統(tǒng)測試、技術(shù)開發(fā)就沒有停止過。憑借著頑強的毅力，孟祥飛學(xué)成了“上知天文，下知地理，中間懂空氣”的“創(chuàng)意師”。他帶領(lǐng)團隊給“天河”超級計算機裝上了最強“超腦”，鑄造成能夠算天、算地、算人的國之重器。他解釋說：“算天是讓大飛機、航天器在模擬的虛擬空間飛行，預(yù)測氣象、霧霾等未來變化；算地是給地球做CT，算地質(zhì)的演化；算人是探索人類大腦的秘密，破解人類基因密碼?！?/p>

孟祥飛從航空航天大飛機的設(shè)計，到神舟飛船的回收控制，再到地下的石油勘探、新藥的研發(fā)，指揮“天河一號”每天滿負荷運行，完成近萬項計算任務(wù)，支撐國家和地方重大研發(fā)創(chuàng)新項目2500項，服務(wù)企業(yè)超過3000家，真正做到了中看又中用。

“繡花匠”花樣翻新

孟祥飛用學(xué)識做針，以毅力為線，在“天河一號”上繡出了色彩斑斕的作品。2011年，超級計算中心開始研發(fā)石油勘探領(lǐng)域地震勘探數(shù)據(jù)三維高分辨成像技術(shù)，當時，成熟的地震勘探處理軟件都由美歐等石油物探公司壟斷。團隊做出五六版方案，孟祥飛都不滿意。很多人主張使用開源技術(shù)做個軟件。但是，孟祥飛堅持要做基礎(chǔ)知識庫，從底端到頂端組建插件化、便捷化、通用化的技術(shù)。

孟祥飛說：“從長遠看，只有堅持原始創(chuàng)新，腳踏實地從基礎(chǔ)做起，才能不受制于人，在國際市場同臺競爭中占據(jù)有利地位?！?/p>

功夫不負有心人，孟祥飛堅持把基礎(chǔ)技術(shù)打通，使得整個超算支撐的行業(yè)應(yīng)用平臺的技術(shù)體系被打通。這個項目實現(xiàn)了兩大關(guān)鍵技術(shù)突破：云化技術(shù)和嵌套式業(yè)務(wù)流設(shè)計理念，不僅使石油地震勘探數(shù)據(jù)處理平臺達到國際領(lǐng)先水平，還支撐了天河人工智能創(chuàng)新一體化平臺的建設(shè)。

2014年，“天河一號”榮獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎。2016年，孟祥飛成為“十三五”國家重點研發(fā)計劃高性能計算領(lǐng)域最年輕的項目首席。

孟祥飛帶領(lǐng)天津超算承擔(dān)國際聚變能源開發(fā)計劃項目，成為中國可控核聚變研究的重要支撐平臺；他還構(gòu)建我國第一個高分辨率霧霾預(yù)報準業(yè)務(wù)化平臺，“材料基因工程”高通量計算平臺……在孟祥飛和團隊的努力下，“天河一號”支持了眾多世界一流研究成果以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)突破。

2020年，新冠肺炎疫情剛剛暴發(fā)，中國抗癌協(xié)會腫瘤人工智能專業(yè)委員會主任委員徐波教授找到孟祥飛，希望和他一起利用超算技術(shù)研發(fā)新冠肺炎人工智能影像診斷系統(tǒng)。

孟祥飛和團隊快速做出預(yù)案，從大年初二開始籌備，不分晝夜埋頭苦干，兩周后，團隊就搭建出一個總準確率達83%的鑒別新冠肺炎的模型。這是世界首個新冠智能影像輔助診斷系統(tǒng)，上線后，為國內(nèi)外200多家醫(yī)療和科研機構(gòu)提供了服務(wù)。醫(yī)療科研機構(gòu)據(jù)此研發(fā)信息平臺，通過分析抗疫一線上傳的數(shù)據(jù)，分析出中藥對新冠肺炎病毒有效的原因，并找到有效成分。新系統(tǒng)上線短短一個月，全球訪問量超過百萬次，包括美國、伊朗、印度、巴西等國家，都借助云端來訪問平臺。

如今，“天河一號”大到可以模擬宇宙的形成演化，小到可以展示一個個原子組合成新材料的過程，超級“數(shù)值風(fēng)洞”成為可以仿真大飛機飛行、神舟飛船發(fā)射返回的平臺。孟祥飛又瞄準新一代的E級超級計算機重大應(yīng)用，他說：“人類大腦有近千億神經(jīng)元，上一代超算只能進行人腦百分之一大小規(guī)模的腦回路仿真。而新一代的E級超算在理論上可模擬全腦神經(jīng)回路，幫助我們理解大腦思考等高級功能?！?/p>

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