2022年戈登贝尔奖揭晓汽车科技新里程碑等离子加速器技术创新获殊荣
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，这项成果推动了激光电子加速器设计的发展，并且展示在论文“Pushing the Frontier in the Design of Laser-Based Electron Accelerators with Groundbreaking Mesh-Refined Particle-In-Cell Simulations on Exascale-Class Supercomputers”中。这一研究成果将由HPC名人Gordon Bell提供1万美元奖金，以表彰其卓越贡献。
获胜团队利用四台世界顶尖的超级计算机——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，Vay表示：“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）是一项用于模拟带电粒子或等离子的运动高性能计算中的关键技术，它广泛应用于核聚变、加速器、高能物理学以及天体物理学等多个领域。最近发布的大型exascale级别计算机扩展了PIC模拟所能达到的视野范围。
该团队提出了一个首创的大规模并行胞中粒子代码，它能够优化动力学等离子的模拟，在四台超级计算机上均显示出卓越表现。此外，该代码的一些主要创新包括：(1) 提供了一种高效并行策略，使得它能够轻松地在数百万个A64FX内核和数千个AMD和NvidiaGPU上运行；(2) 通过网格细化功能，大幅减少了计算成本，节省率达到1.5倍到4倍；(3) 实施有效负载平衡策略，让不同层次网格之间工作更加协调无缝。
使用MR PIC代码，可以在Frontier、Fugaku和Summit这三台前沿超级计算资源上执行3D激光与物质相互作用仿真，这是目前标准代码无法实现的事情。在接受颁奖时，该团队表示，“使用网格细化进行大规模电磁PIC模拟是第一次，也标志着一种范式转变。论文中的模型不仅仅节省了大量时间，还为未来的激光-等离子体相互作用建模奠定了坚实基础。”
