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中国科大超算鸿雁队重夺PAC大赛应用赛道冠军

第八届全国并行应用挑战赛(PAC2020)经过一年多的精心筹备和激烈鏖战,总决赛于9月30日在郑州圆满落幕。来自全国各地高等院校和科研机构共200余支队伍报名参赛,分优化和应用两个赛道,经过了预赛和总决赛2个比拼环节。9月28-29日,来自国防科技大学、上海交通大学、浙江大学、中国海洋大学、山东大学、中国科学技术大学、中科院计算中心、中科院高能所等单位的16支优化赛道决赛队伍和12支应用赛道决赛队伍巅峰对决,决战郑州,争夺各赛道的一个金奖、两个银奖和五个铜奖。中国科大超算鸿雁队的两支队伍双双进入应用赛道决赛,最终夺得一金一铜的优异成绩。

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中国科学技术大学获得应用组金奖

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PAC2020全体获奖团队与组委会合影

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鸿雁应用队队员参加决赛现场答辩

今年,中国科大在应用赛道获得金奖的应用一队由计算机学院研一学生姜庆彩(队长)、博士后陈俊仕、大四学生赵敏帆和合肥微尺度物质科学国家研究中心研二学生万凌云四名队员组成,由计算机学院安虹教授和微尺度中心胡伟研究员共同指导,参赛作品为“面向E级超算系统的第一性原理激发态软件的设计与优化”。

第一性原理是一种基于量子力学的理论计算方法,能够设计新型先进功能材料并预测新奇性质,在材料、能源、量子计算、环境、生物领域具有广泛应用。第一型原理相关的计算软件占据了国内外超算平台的大部分运行时间,而这些软件的版权大多集中在欧美,尚没有一款国内自主研发的科学计算软件。为了解决这一问题,微尺度中心联合计算机学院组成的交叉学科研究团队自主设计了基于线性响应的含时密度泛函理论(LR-TDDFT)的第一性原理激发态计算软件,并面向E级超算系统(每秒可进行百亿亿次数学运算)对软件的可扩展性进行重新设计与优化,采用国际先进的插值可分离密度拟合(ISDF) 和基于局部最优块的共轭梯度下降(LOBPCG)方法,从系统层面解决了应用在超大规模扩展时遇到的一系列问题,结合多种程序优化方法,在可计算的物质体系上达到了前所未有的规模。该软件在国家超级计算广州中心的天河二号、天津中心的天河三号E级原型机、无锡中心的神威E级原型机以及并行科技公司的超算云上完成了大规模测试。结果表明,该软件在各种平台上都能表现出良好的可扩展性和并行计算效率。队员们丰富的理论知识和良好的应用设计范式、精彩的现玚答辩,给大赛评委和与会同行专家们留下了深刻印象。

应用二队由计算机学院研二学生凌敏(队长)、博一学生李名凡、研二学生易会特和研一学生乔良四名队员组成,由计算机学院安虹教授指导,参赛作品为“基于弱监督深度学习的宫颈癌全病理切片的快速诊断”。

PAC大赛自2013年创办以来,累计有40座城市、300多所高校、12000余名师生参赛。中国科大超算鸿雁队自PAC大赛举办以来,共组织了15支队伍参加了PAC大赛并全部获奖,共取得5金3银5铜,以及2个特别奖,体现了学生们在高性能计算、大数据和人工智能交叉研究领域,在计算方法、并行算法、并行计算机系统及软件实现等相关技术领域的综合素质,充分展示了中国科大在计算机基础教育和交叉学科领域创新实践能力培养方面的领先优势。


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