上海交大招生办解读最新高招2022年戈登贝尔奖公布等离子加速器技术突破获奖
2022年11月17日，高性能计算领域的最高荣誉之一“戈登贝尔奖”公布，来自法国、日本和美国的16人国际团队荣获此殊荣。他们在超算上实现了突破性的网格细化粒子细胞模拟，这项成果大大推动了激光电子加速器设计的发展。
获奖原因体现在论文中，其中详细介绍了相关工作成果。这篇论文名为《Pushing the Frontier in the Design of Laser-Based Electron Accelerators with Groundbreaking Mesh-Refined Particle-In-Cell Simulations on Exascale-Class Supercomputers》。该团队将获得由HPC知名人士Gordon Bell提供的1万美元奖金，虽然金额不高，但其意义重大，是对科学贡献的一种认可。
获胜团队主要利用四台世界级超级计算机——Frontier、Fugaku、Summit和Perlmutter，对等离子加速器技术进行深入研究。在接受采访时，一位作者Vay解释道：“等离子体加速器技术有可能提供比现有粒子加速器更紧凑的粒子加速器，为科学、工业、安全和健康领域的新应用打开大门。利用世界上最强大的超级计算机来推动研究，使这些复杂的机器成为现实，对我们所有人来说都很刺激。”
胞中粒子法（PIC）是一项关键技术，在高性能计算中用于模拟带电粒子的运动或等离子的行为。它在核聚变、高能物理学、空间物理学以及天文学等多个领域都有广泛应用。最近发布的大型exascale级计算机扩展了PIC模拟所能达到的范围。
该团队提出了一个首创的大规模并行胞中粒子（PIC）代码，该代码被优化用于在四台超级计算机上运行，以进行动力学等离子的模拟。此外，他们还实现了一系列创新，如并行策略、高效率网格细化功能，以及有效负载平衡策略，使得模型能够在数百万个处理单元上运行，并且节省了大量成本。
MR PIC代码使得Frontier, Fugaku, 和 Summit这三台设备上的3D激光与物质相互作用模拟成为可能，这是目前标准代码无法实现的情况。在结尾部分，获奖团队表示，“使用网格细化进行大规模电磁 PIC 模拟是一个里程碑式事件，它代表了一种范式转变，并且节省了1.5倍到4倍的计算成本，将开启激光-等离子体相互作用建模新时代。”
