“计算-数据-智能融合驱动的材料创新发展高端论坛”现场。 国家超级计算机天津中心供图

“信息技术的变革已经从根本上永远地改变并发展了新范式的创新和生产方式。”国家超级计算机天津中心党组书记、“信创”海河实验室专家孟祥飞说。11月16日，廖湘科院士、陈军院士和数十位国家级高端创新人才以及科研院所与企业代表参加的“计算-数据-智能融合驱动的材料创新发展高端论坛”在天津举办。

此次论坛依托海河实验室联合创新体，国家超级计算天津中心、物质绿色创造与制造海河实验室、先进计算与关键软件海河实验室等单位齐聚一堂，通过院士报告、专家报告、圆桌论坛等环节，共同探讨了计算驱动先进材料创新的发展方向。深入剖析信息技术中计算、数据、智能与先进材料研发交叉创新的可行性举措，并为提升天津乃至中国信息技术引领的新范式驱动先进材料创新发展提出了众多可行性意见与建议。

“信创”海河实验室与“物创”海河实验室展开战略合作。 国家超级计算机天津中心供图

材料是人类社会和国民经济的物质基础，并促进着整个社会经济的发展。来自中国工程院的廖湘科院士认为，近年来，以机器学习为代表的人工智能技术在材料学领域的应用开始迅速增多。采用人工智能技术替代传统的分子动力学方法可将微观材料性质计算速度提高1至2个数量级，且可处理大规模含噪声数据、融合多源异构材料数据特征，从而进一步提升多尺度材料模拟与筛选效率。

超级计算系统研制是国家创新能力的有力体现，同时也是综合国力的强力支撑。中国科学院院士陈军则表示，依托我国新一代百亿亿次超级计算系统，通过交叉融合优势的材料研发和信息技术创新团队的打造，将传统的计算材料学与新兴的人工智能和大数据技术相融合，可构建高通量、多尺度计算与高精度专题数据库基础研究设施平台，从而通过快速设计高速迭代、高效低成本材料研发，提高能源、化工、电子、环境等领域新材料的“绿色”创造与制造研发效率。

“在当前和未来一段时间内，促进关键先进功能材料的工业合成与应用，服务国家实现‘双碳’战略目标，我们还将面临新的挑战，在材料基因等方面我国有望取得新突破。”陈军说道。

现代新材料研发设计已经成为多学科交叉创新的前沿，算力、数据、智能等信息技术新范式深度全链条融入其中，使得超级计算平台作为“超级算力供给+大规模数据支撑+系统性算法集成”的融合载体，可以发挥日益强劲的驱动作用。

孟祥飞在介绍天河超级计算在新材料创新方面的发展时表示，目前，天河超级计算系统支持了数百家机构、上千个材料研发团队，开展多项以超级计算支撑的“计算-数据-智能”驱动新材料研究为代表的项目，累计支持用户在《Nature》《Science》《Angew》等各类材料领域的顶级期刊以及主流期刊发表论文超过1500余篇，取得省部级以上奖励和成果转化几十余项。

“例如，我们支持北京大学团队在《Science》发文发现核量子效应诱导二维冰，并首次观测到氢离子在水中的原子级分辨图像，有望促进高温超导应用，为通过改进电极材料来提升产氢效率带来全新思路。”孟祥飞说道。

本次论坛从计算机科学、材料科学、高性能计算应用角度，阐释了计算、数据、智能融合驱动方面的材料研发与创新。除此之外，论坛上还进行了先进计算与关键软件海河实验室和物质绿色创造与制造海河实验室的战略合作签约仪式，全国上百家机构300余人线上线下参会。