[环球时报报谈记者马俊]编者的话：开阔纷乱的天地是奈何演化的、奥密的暗物资到底表露着什么作用……这些齐是现在天文领域的热点话题。念念要探索其中的玄机，除了传统的天文不雅测以外，天体裁家们越来越多地驱动借助超等筹画机的力量。近日，由中国科学院国度天文台牵头的国际团队面向巨匠见效推出超大领域天地学模拟技俩——“千衍”技俩，它所赢得的后果被国际同业颂赞为“筹画名胜”。该技俩将开展哪些前沿运筹帷幄？国产超算在其中又献艺了什么变装？《环球时报》记者就此采访了“千衍”技俩王乔运筹帷幄员。
创面前国际天地学模拟新记录
“千衍”技俩运筹帷幄员王乔告诉《环球时报》记者，面前国际天体裁的前沿运筹帷幄技能包括两个地方：一所以千里镜来驱动的传统天文不雅测，这就包括被称为“中国天眼”的500米口径球面射电千里镜（FAST）；二是连年兴起的依靠超等筹画机对天地演化进行筹画模拟，它需要相配精确和大领域的数据撑捏。“千衍”技俩就属于这类，相配于在超算中复刻一个假造天地。
天地的酿成与演化永远是东谈主类不懈探索的终极课题之一，从基础物理绽放到面前精确天地学的期间大领域星系巡天不雅测，天地学数值模拟恰是解开这一谜题的中枢要道。“千衍”技俩依托国产自主软硬件，见效完成巨匠最大领域天地学数值模拟，构建出面前最大领域假造天地，考据了主流天地学模子，展现了我国在天文模拟与高性能筹画领域的顶尖实力。它的中枢挑战在于其前所未有的领域与精度——模拟在120亿光年的天地空间模范上，使用4.2万亿个暗物天资点，精确筹画了天地百亿年历史中大模范结构的演化过程，输出上百个时分层的天地快照信息，包含13PB（1PB相配于1024TB）原始数据与导出数据，创下面前国际天地学模拟的新记录，为东谈主类探索天地玄机提供了刚劲的“数字器具”。
王乔暗意，具体来说，欺诈超算模拟天地的演化，就是从大爆炸之后的天地早期驱动，通过筹画天地中物资的引力作用一步一步精笃定量地重现天地结构在110亿年的演化过程。在此过程中，还要衔尾星系酿成的物理模子，给出天地历史中可不雅测的多种枢纽类型的星系的位置、光度、秉性等病敬佩息，也就是模拟星系星表。这为暗物资、暗能量等前沿运筹帷幄提供表面撑捏，同期也能为天文不雅测技俩的数据分析、过失评估提供病笃参考，为科研东谈主员提供了回溯天地历史的运筹帷幄顺序。
“千衍”技俩的后果之一就是通过与真的不雅测数据比拟，考据了其筹画收尾的正确性与可靠性。该技俩首批发表的论文之一，就以著名星系团阿贝尔2744为样本，开展了与天文不雅测数据的比较运筹帷幄。这个距离地球约40亿光年的星系团，是由数个较小星系团碰撞和会酿成的，其复杂结构为西宾天地学模子提供了绝佳样本。在时势学初选以及翻新不雅测聘用场后，模拟收尾与不雅测数据在像素级比较中，星总共密度、亮度和投影质地的聚合分散特征高度吻合。
好意思国得克萨斯大学奥斯汀分校素养迈克·博伊兰-科尔钦评价谈：“面前，咱们正迈入一个全新期间——大领域天地巡天不雅测有望绝对改造东谈主类对暗能量、天地暴胀及中微子性质的贯通。要兑现这一观念，就需要与之匹配的先进表面器具，而‘千衍’模拟即是这么一项筹画名胜，开云体育(kaiyun)官网它将助力咱们从天地不雅测中破解基础物理的中枢玄机。该模拟领有前所未有的体积掩饰范围与质地区分率，既能精确臆测普遍相对常见星系在天地网中的分散规章，也能了了呈现那些体积较小的模拟无法触及的、本人爱戴且极具运筹帷幄价值的天体秉性。畴前数年，该模拟齐将成为星系酿成与天地学领域的标杆性后果。”
德国马普天体物理运筹帷幄所长处沃尔克·施普林格尔暗意：“‘千衍’模拟刷新了面前数值天地学的发展极限。该团队见效兑现这一超大领域、高精度的模拟，令我深感震荡。凭借其刚劲的统计智商，咱们得以对ΛCDM天地学模子进行全新的高精度西宾，这关于该领域的发展至关病笃。”
向公众呈现“真的天地”
王乔暗意，国际天体裁最前沿的“星际巡天”领域，就是通过大范围扫描天外，系统性地记录扫数可见的星系，并按照类别进行统计与筹画，进而从这些不雅测数据中反向推献艺天地学信息。通过将高精度假造天地与执行不雅测进行比较，“千衍”技俩将为运筹帷幄暗物资、暗能量等基础天地常识题提供病笃撑捏，久了对星系演化规章的贯通。同期，模拟数据也将为中国空间站巡天千里镜（CSST）、欧洲空间局欧几里得空间千里镜（Euclid）等大型巡天技俩提供病笃的科学撑捏。
看似肥大上的天地学模拟，其实也与公众泛泛生涯很靠拢。王乔先容说，数值模拟的后果诚然本色上是玄虚的数据，但通过可视化处理，不错滚动为如电影般绽放、富饶视觉冲击力的图像，直不雅展示天地演化历程、大模范结构以及病笃天体的酿成过程，2026世界杯实时比分呈现出一部完好意思的天地史。基于这一特质，“千衍”技俩已与北京天文馆、上海天文馆以及中国好意思术学院等多家机构开展协作，将数据滚动为影片、图像或艺术创作，用于科普宣传。这种形势大略向公众直不雅、真的地呈现天地面孔——既有真的数据撑捏，又具艺术感染力。因此，不管从科普传播也曾文化宣传角度看，齐具有积极意旨。
依托国产系统开展前沿运筹帷幄
开云体育(kaiyun)官网天地学数值模拟触及超大领域永劫分的筹画，通常需要在大型致使顶级的筹画机平台上完成，由此带来的手艺挑战亦然筹画天体物理与高性能筹画交叉领域的病笃课题。王乔先容说，举例日本此前耐久在天地模拟，终点是N体模拟领域具备上风。2021年日本天地学模拟“天地”技俩（Uchuu），就是运行在那时日本名次靠前的ATERUI超算上完成的。据《环球时报》记者了解，“千衍”技俩的后果符号着我国天地学数值模拟从耐久依赖海外筹画资源，迈向依托国产自主系统开展前沿运筹帷幄的朝上。
“千衍”技俩使用国度天文台团队自主开垦的软件PhotoNs，依托国产超等筹画机，十余年来捏续开展针对算法、编程与优化的责任，并在国产超算中心兑现了上万张加快卡的永劫分筹画智商。其中，中科晨曦为“千衍”提供了枢纽的筹画与存储撑捏，在长周期、高强度的技俩运行中，踏实可靠地保险了超大领域暗物天资点引力演化的捏续筹画；面对模拟产生的PB级海量数据，晨曦存储系统也兑现了数据的高效读写、处理与耐久安全保存。
但念念要作念到这一步，中国科学家也克服了诸多贫苦。王乔暗意，要兑现远超以往领域的大领域天地学数值模拟，传统软件已无法胜任。团队开头尝试了国际上的隆重软件，但面对上万张加快卡的领域，发现这条路行欠亨。最先，硬件本人是全新的，需要在这套新架构上重新作念编程和开垦；其次，有了新的超等筹画机，传统算法也必须随之调度，而科学观念对精度的条件极高，必须极限压榨算力来知足需求。因此，从多个维度开赴，他们简直重写了通盘历程，每个要道齐要从新贪图和考据，挑战相配大。
在筹画层面，如斯超大领域的运算，所濒临的中枢挑战是蕴蓄通讯与算力分派。即便领有超算集群，也难以保证扫数栽植捏续并行责任，部分筹画资源常因恭候慢速要道而闲置，酿成性能瓶颈。因此“千衍”技俩的科学家还需要识别并处治这些瓶颈，使扫数栽植充分、高效地运转。这是高性能筹画中偏重底层手艺与系统优化的问题。
在科学层面，“千衍”技俩相同存在显贵挑战。举例，团队需处理十几PB的数据，后续分析本人就极为复杂。执行数据产出耗时两年多，其中包含普遍细节门径，并需借助最新不雅测数据进行定标与捏续翻新。通盘过程处于动态演进之中。目下，团队正在准备第二期数据发布，将引入新的物理模子以生成更多数据，从而匹配面前已启动的第四代天地学星系巡天不雅测的条件。
王乔以为，“千衍”技俩在一定进程上符号着一个病笃节点：中国在数字模拟领域真的驱动走向国际前沿。“不错说，这是一套全链条国产化的决策，并在该领域作念到了当先，具有较着的符号性意旨。”
此外2026世界杯指数，王乔也提到将通盘“千衍”技俩依托国产自主系统开展前沿运筹帷幄的另一个公正。“只好我方主导这个技俩，才略收尾它的畴前发展地方。咱们有了现在的框架之后，不错依托它进一步丰富其内容，更自洽地完成从暗物资到发光星系之间演化的全历程推演，这是很病笃的。”