杨超：让中国超算跑出中国速度-凯发k8一触即发

2020年，为更好地纪念王选院士、传承王选精神，由北京大学王选青年学者奖励基金资助，设立“王选杰出青年学者奖”。北京大学数学科学学院杨超教授凭借世界首个具有千万核扩展能力的偏微分方程全隐式求解算法，成为首届王选杰出青年学者奖获得者。

首届王选杰出青年学者奖颁奖典礼现场，时任北京大学校长郝平教授和王选院士夫人陈堃銶教授共同为获奖者颁奖（右二为杨超）

“能得这个奖我觉得特别激动，也特别自豪”，杨超很早就听说过王选先生的事迹，并将其视为偶像，“他鞠躬尽瘁的爱国情怀、敢为人先的创新精神、淡泊名利的人生态度，都特别值得我们学习。”杨超也想像王选先生一样，做“顶天立地”的事业，“把我们的成果用在国家急需的领域”。

杨超

王选杰出青年学者奖对杨超既是鼓励，也是鞭策，激励他更坚定地沿着前辈开创的道路继续前行。为了更好地让算法“落地”，他开始酝酿把成果变成产品，更广泛地应用、推广起来，“我们之前是通过理论和算法创新来实现关键技术的突破，现在我们要开发软件产品，并真正应用在一些重点单位、重点领域”。

回归——探寻创新原始动力

事实上，杨超对计算机一直非常痴迷。

中学时，杨超就对计算机产生了浓厚的兴趣。那是20世纪90年代，计算机还远远没有普及，杨超从图书馆借来仅有的《basic编程语言》，开始自学编程。“那时候学习的途径是非常少的，但越是稀缺，越是觉得喜欢。因为很难有机会学，反倒就更想学了。”看到自己编的程序在计算机里“跑得很欢快”，少年杨超别提有多开心了。

高考填报志愿时，杨超毫不犹豫地想报考计算机相关的专业。招生组老师告诉他：“要想把计算机的工作做好，首先要学好数学。”因为计算机问题本质上就是数学问题，于是，杨超选择了中国科学技术大学数学系信息与计算科学方向，也就是现在的计算数学专业。

四年的本科学习为杨超打下了坚实的基础，他后来又如愿到中国科学院软件研究所攻读计算机软件专业博士学位。博士阶段，杨超结合计算机软件，尤其是超级计算这个方向，做了很多交叉研究，“包括算法的、模型的、软件的，甚至跟硬件结合的一些工作”。他的努力也取得了多项研究成果，让他更有信心在超算的广袤海洋中遨游。

在从事超算研究的工作中，杨超越来越认识到基础学科，特别是数学学科在软件研发中的基础作用与应用优势，他希望进行更靠近技术源头的创新，取得“从0到1”的突破。2018年初，杨超选择回到数学学科，加盟北京大学数学科学学院。

北大数学学院非常重视应用数学学科的建设，杨超希望借助北大数学雄厚的基础学科实力以及大数据分析与应用技术国家工程实验室坚实的平台支持，发挥自己交叉学科的工作经验和优势，真正做一些应用和落地的工作。“这是我的使命和诉求。”

沉潜——享受科研的独特魅力

入职北大之后，杨超几乎谢绝了一切媒体采访，潜心投入教学科研工作当中。

他的研究领域是超级计算，既涉及基础的数学模型、算法和相关理论研究，也包括计算机软件和硬件的结合，以及与应用领域的交叉。“所以它至少涉及到三个学科，数学、计算机（软件）以及某一个具体的应用学科，比如物理、化学、生物、天文都有可能，这是特别交叉的一个学科。”北京大学拥有最齐全的学科门类，在中国最早设立交叉学科，交叉研究的氛围浓厚。杨超认识了很多不同院系、不同领域志同道合的老师，很快适应了新环境。

在外人看来，杨超的科研之路可谓一帆风顺，主持完成的“千万核可扩展非静力大气动力学全隐式模拟”应用成果获得全球超算应用领域最高奖——“戈登贝尔奖”，实现了我国在此奖项30年历史上零的突破，被誉为我国高性能计算发展史上的里程碑。杨超却说，失败才是科研的常态。

“千万核可扩展非静力大气动力学全隐式模拟”于2007年开始相关研究，2012年第一次冲击“戈登贝尔奖”铩羽而归，2016年获奖，可谓“十年磨一剑”。其中艰辛，非亲历者不能体会。“大家看到的失败只是我们若干失败中的一个而已，我们经历的失败其实更多。”杨超表示，要以平常心去对待失败，不要惧怕失败，失败之后要总结分析原因，然后调整研究方案，不断地优化。

“其实科研有一个特点，就是我们定好目标、制定计划，然后去执行，但是执行的结果未必达到预期。严格地说，这不能算是失败，这是科研的常态，也是其魅力所在。”杨超很喜欢这种做科研的过程。“它是一种大家共同协作，然后探索未知领域的过程。尤其是夜深人静的时候，你想到这件事可能全世界只有我一个人在想、在做，这种感觉其实特别有成就感。”杨超认为，从科研获得的成就感并不仅在于成功时的喜悦，而更多的是研究过程中你的那种独一无二的孤独，同时又有一种探索新鲜领域的刺激，“这其实是非常令人上瘾的”。

在繁忙的科研任务之外，杨超还承担着数学学院并行计算相关的学科教学任务。根据学院的教学安排，他为本科生开设了“并行与分布式计算基础”这门新课程，并对研究生课程“并行计算ii”作了调整，使两门课程贯通起来，建立了并行计算的完整教学体系。在课堂上，他会注意观察同学们的投入程度，用各种方式充分调动同学们的热情和注意力，让大家在轻松愉快的氛围中收获知识。2023年，杨超收获了北京大学教学优秀奖。

杨超的课堂（摄/宁韶华）

杨超荣获2023年北京大学教学优秀奖

杨超喜欢与学生待在一起，同学们有什么事也愿意和他交流。在杨超看来，北大学生“非常有主见”。“如果你用命令的方式要求同学们做什么，其实有时候未必达到好的效果，反倒是要先和学生做朋友，然后再在一些重要的事情上扮演老师的角色，这样能起到更好的效果。”在指导学生过程中，他经常鼓励大家了解国际局势和国家的科研发展大环境，关注科技创新。“北大不仅仅是一所大学，也是国家战略科技力量的一部分，我们应该面向国家需求，在国家需要的地方发挥自己的才华。”

杨超和团队学生、同事一起户外登山

创业——打造创新应用高地

勤奋、刻苦、极度自律，杨超是下狠功夫干事的人，每天保持旺盛的精力，虔诚地对待自己热爱的事业。

在冲击“戈登贝尔奖”的关键期，杨超每天废寝忘食地工作，曾经连续三天加起来睡眠不足三小时。有一段时间，他发现自己的精力不如以前，为适应日益繁忙的工作，杨超特意抽出时间健身，调整自己的身体状态，体重减掉了30斤，“可以一口气做20个引体向上”。

杨超先后担任了北京大学科学与工程计算中心副主任和大数据分析与应用技术国家工程实验室副主任，这些平台都是偏交叉的研究平台，他也不断地在这种交叉应用的平台上施展自己的能力、贡献自己的力量。2022年6月，杨超被任命为正在筹建中的北京大学长沙计算与数字经济研究院院长。他也得以依托这一异地科研机构，与一批志同道合的北大教授一起，共同推动北大的创新成果落地，把酝酿中的好想法变为现实。

长沙研究院以建设高水平新型研发机构为目标，围绕先进计算、大数据、数字经济与数字化转型等领域核心问题和重大应用难题开展研究，努力为北大的科研成果找到应用场景。在新的平台，杨超肩负着管理者和研发人员的双重角色。为打通从基础科学发现到关键技术突破、再到产业应用孵化的完整创新创业链条，研究院首创了‘1 n’的科研创新体系，包括一个数字经济和科技创新智库以及包括先进计算研究中心、数字化转型促进中心在内的多个中心，努力解决先进计算、数字经济等领域的“卡脖子”技术难题。

2023年9月1日，北京大学长沙计算与数字经济研究院正式揭牌

在担任院长的同时，杨超也亲自带领团队正在开发一套cae工业软件计算引擎，作为新一代工业仿真设计软件能力底座，着力解决现有cae软件功能碎片化、难以适配多样性硬件等痛点问题，提高我国的cae软件产业水平和核心竞争力。他强调，团队从一开始就摒弃了仿制的思路，确立了以技术创新推动产品研发的路线。“在cae赛道突破‘卡脖子’瓶颈，模仿不是好思路，而是要在技术上有所创新，其核心就来自于包括前述获奖成果在内的数学算法上的创新。”

经过一年多的科研攻关，cae计算引擎的原型开发已经接近完成。“很快我们将会发布第一个版本。”杨超对此充满信心。

从30年前自学编程的少年，到如今超算领域的领军人物，杨超与中国超算一起成长。“现在咱们国家的科研创新环境应该是历史上最好的，作为科研工作者，我们更应该投入其中，发挥自己的创造力。”让我们一起期待，经过杨超他们的不懈努力，中国超算会支撑“中国速度”走得更稳更远。