超级计算机,为何被称为国之重器?模拟核试验全靠它,关系重大

如今中国投入了大量资源用于开发超级计算机,国已经开发出了天河2号和神威太湖之光等全球屈指可数的顶级超级计算机,让一些人疑惑的是表面上看它们似乎无法发挥什么大作用,那么超级计算机为何被称为国际重器呢?它在我们的平常生活中到底有什么样的作用呢?对此有军迷表示,实际上超级计算机与国家的富强关系非常重大,它身上承担的两项任务相当艰巨,比如军事上的模拟核试验就全靠它,只有拥有更先进的超级计算机才可以研发更加强大的核武器,而在民用方面超级计算机则可以被用于气象灾害和地质灾害的预报和预测,能为人民群众的生活降低大量风险。

超级计算机顾名思义就是性能极为强悍的计算机,这种计算机体型巨大,拥有数十个乃至上百个机柜,一台计算机就足以占据一整个大楼,但它的性能也远比普通计算机强大,一台超级计算机的性能就相当于数万台乃至数十万台普通计算机,因此可以处理对性能需求非常高的任务,如今中国已经拥有了天河二号和神威太湖之光两台最顶尖的超级计算机,还有天河一号等十几台性能略弱一些的超级计算机,是全球超算实力最强大的国家之一。

无论是在军用还是在民用方面,超级计算机都有非常巨大的意义,挑两个最为典型的例子,就是军用方面的核武器模拟实验和民用方面的自然灾害预报,先说军用方面,上个世纪美国主导签署了全面禁止核试验的公约,中国苏联等五大常任理事国都签署了这一公约,承诺停止核爆试验以防对地球环境造成污染,但这并不意味着五大常任理事国停止了对核武器的研发,实际上各国之所以愿意签署这一公约,是因为在此前的核试验中五常都已经积攒了足够的数据,可以根据这个数据推算出一套能在计算机中运行的核武器模型,不进行实际爆炸也能研发新型核武器,因此同意联合签署这一公约,借此制约其他国家的核武研发活动。
如今五大常任理事国研发新型核武器的主要载体就是超级计算机,利用这套核武器模型,科研人员可以直接在超级计算机中对核武器的结构进行设计,然后通过计算精确预测它的威力等参数,因为超级计算机拥有强大的性能,科研人员可以测试各种可能的结构和参数,实现核武器威力的最大化,相比于实际进行核爆炸显然要方便快捷得多,当然最重要的是对手很难发现本国利用超级计算机进行新型核武的研发,降低了很多政治成本。

在民用方面,虽然人类如今已经拥有了大量先进的气象探测技术,但直到今天也无法做到较为精确的气象预报,原因就是大气活动实在是太过复杂,并且还存在蝴蝶效应,导致大气活动难以预测,地球的地质活动也是如此,这个问题就算是超级计算机也无法解决,不过幸运的是超级计算机虽然无法提供精确的气象预报,但至少可以在气象灾害或地质灾害到来前提前发出预警,从而尽量降低损失。
比如中国已经将超级计算机用于地震速报系统中,地震波在地表的传播速度约为每秒3-5千米,一分钟内地震波可以从震中传播到180到300公里远之外,而如果在全国各地建设大量地震传感器并把它们连接到超级计算机,超级计算机就可以在几秒钟时间内计算出哪里发生了地震以及震级大约多大,然后在地震波到来前紧急向周边地区发出预警信号,可以为周边地区争取到30秒到一分多钟的紧急逃生时间,足以大幅降低周边地区的地震伤亡。