高性能计算在材料科学中的应用

在当今的科学研究中,计算已和实验、理论并列为三大科学方法。随着计算技术的迅猛发展、科学理论模型日渐成熟．高性能计算在科学、工程和社会等领域都有了广泛应用,用它来模拟或代替实验已成为可能。在地球地质、气象气候、测绘科学、天体空间物理、凝聚态物理、高能物理、计算化学、分子生物学、基因测序、材料科学等领域,高性能计算已是必备的研究手段。     

关于第三代网络技术——网格计算的研究

网格计算是一种新型的分布计算技术。其作为Internet发展的高级形式,受到科技界和工业界的广泛关注。文章介绍了网格技术的定义、功能、体系机构、核心内容、关键技术及国内外目前的研究现状,并讨论了网格计算的研究前沿和未来的发展趋势。     

关于第三代网络技术——网格计算的研究

网格计算是一种新型的分布计算技术。其作为Internet发展的高级形式,受到科技界和工业界的广泛关注。文章介绍了网格技术的定义、功能、体系机构、核心内容、关键技术及国内外目前的研究现状,并讨论了网格计算的研究前沿和未来的发展趋势。     

关于第三代网络技术——网格计算的研究

网格计算是一种新型的分布计算技术.其作为Internet发展的高级形式,受到科技界和工业界的广泛关注.文章介绍了网格技术的定义、功能、体系机构、核心内容、关键技术及国内外目前的研究现状,并讨论了网格计算的研究前沿和未来的发展趋势.     

支撑科技创新的高效能计算

高效能计算是从高性能计算逐步演变而来的,高性能计算(high performance computing)是计算机科学的一个分支,研究如何开发超级计算机以及在其上运行的软件,这些软件旨在把一个大的程序分解成许多小程序,以便在许多处理器上同时运行,快速实现问题的求解.     

量子人工智能：量子计算和人工智能相遇恰逢其时

量子人工智能，是由量子计算和人工智能交叉发展起来的新兴学科和技术。过去几十年来，量子计算和人工智能技术各自经历了起起落落、螺旋上升的发展历程，而现在正逐渐落地，有望给人类的技术革新、生产和生活带来颠覆性改变。我们正迎来二者深度交叉的最好时机，一个量子人工智能研究的最好时代！     

基于高通量计算的反渗透淡化三维传递MLP模型构建

全球淡水资源日趋紧张.反渗透(reverse osmosis, RO)是目前最先进的淡化技术之一,占据了50%以上淡化市场.高性能RO膜可显著提高产水效率,但其高通量的特性也导致了严重的浓差极化与膜污染等共性难题,严重制约其进一步广泛应用.因此,在传统膜组件迭代设计方法的基础上,开发更高效的优化设计方法,可加速高性能RO膜的商业化,极具研究意义.本文采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)和深度学习方法,结合超级计算,构建了多工况下基于高性能RO膜的海水淡化复杂进水通道的高维非线性传递模型:建立了RO膜组件进水通道中流体流动与盐组分传递的“多物理场全耦合高保真三维模型”;基于商业进水隔网在设计参数空间范围内进行类拉丁超立方抽样,生成726组不同工况CFD模型,并行计算规模可达2万核以上;基于数据驱动的深度学习方法,建立代理传递模型,可预测整个设计参数空间内大规模参数组合工况模型的三维局部速度、压力以及浓度分布,通过计算相对均方根误差,得到预测精度分别为93.5%、98.3%和95.1%,计算效率相比传统有限元方法提高了1～2个数量级.本文提...     

借用“平行宇宙”的算力——量子计算现状与展望#br#

量子力学自建立以来，被期待为未来技术进步的基石。目前，量子计算、量子信息处理、量子通信和量子测量等基于量子力学发展起来的技术备受关注。人们力图将理论的成果转化为应用，从而实现“第二次量子革命”。其中，量子计算机因其并行计算能力被证明一旦达到一定规模，其计算能力将远超传统计算机，甚至对目前广泛使用的传统加密算法产生威胁，也必将对社会各个领域产生深远的影响。文章从科普的角度介绍了量子计算的背景及原理，并基于发展现状对未来作了展望，最后探讨了量子计算与人工智能领域结合的可能性。     

吸附法碳捕集技术的规模化应用和挑战

实现2030年碳达峰和2060年碳中和是能源领域的当前决策和长远愿景,为此必须更加紧密结合全球能源发展趋势及国家能源策略,在碳捕集与封存领域投入研发力量.近几十年来,吸附法作为一种极具应用潜力的碳捕集技术得到了快速发展.例如,对高性能吸附剂的开发进行了大量探索;适用于碳捕集的吸附循环过程得到了显著的发展;先进的吸附剂结构和装置不断被提出;将吸附过程与其他分离和/或反应过程进行耦合的复合吸附技术得到了广泛关注;吸附法碳捕集技术的应用领域也得到了拓展.为此,本文介绍了各种吸附法碳捕集循环过程,归纳总结了目前超出实验室级别装置(技术成熟度TRL5～7)的技术特点、分离性能、运行能耗和成本,应用场合包括了燃烧后碳捕集、燃烧前碳捕集和直接空气碳捕集.对吸附法碳捕集技术作了评述,指出了其在未来发展中面临的机遇和挑战.     

转动分子马达：ATP合成酶

生物分子马达处在生命与纳米两学科的交叉点上,注定会成为本世纪基础研究的主角之一。ATP合成酶是最精妙的生物分子马达之一,有关它的研究尽管经历了60多年,但突破性进展出现在最近十年,部分原因是单分子技术的发展,更要归功于物理学家、生化学家及计算学家等的联合交叉研究。本文回顾了ATP合成酶研究的历程,展示了主要成果,也提出了面临的问题。     

耦合Nvidia/AMD两类GPU的格子玻尔兹曼模拟

利用图形处理单元(graphic processing unit, GPU)进行通用计算近年来得到关注, Nvidia和AMD公司已推出了各自的开发环境CUDA和ASC. 很多计算在GPU上的速度远高于目前的CPU. 格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method, LBM)作为一种网格上的粒子方法, 对流动模拟具有良好的内在并行性, 非常适合利用GPU进行大规模并行计算. 本文提出了一种耦合Nvidia和AMD的两类GPU完成LBM凹槽流模拟的算法, 对于两类GPU, 在LBM的D2Q9模型下分别设计了相应的算法和程序, 之后利用消息传递接口(message passing interface, MPI)协议通过多程序多数据流(multi-program multi-data, MPMD)模式使其能够联合计算, 以充分发挥混合GPU集群系统的性能. 通过GPU和CPU程序结果的比较, 证实了GPU计算的正确性和所能带来的显著的加速比, 为建设通用大规模GPU并行计算平台提供了重要参考.     

浅析高性能混凝土在石太客运专线工程中的应用

结合高性能混凝土的应用技术,介绍了石太客运专线粉煤灰高性能混凝土的原材料选择、配合比设计、结构上的应用实施,提出了各环节关键技术与控制方法.试验证明了粉煤灰高性能混凝土具有良好的工作性、经济性和耐久性.     

对中外男子十项全能运动成绩的比较研究

文章通过查阅并整理中外男子优秀十项全能运动员十年来的运动成绩,运用文献资料法、比较研究法、数理统计法对运动成绩进行对比研究,结果表明我国男子十项全能运动整体水平与世界存在一定的差距,依据我国运动员各单项的中国纪录成绩,提高我国全能运动整体水平应在1500m和400m单项上,尤其在1500m项目上。这一研究为今后运动员选材和训练提供一定的参考价值。     

工业化晶体硅太阳电池技术

近十余年来,晶体硅太阳电池产业得到了蓬勃的发展,其制造技术也在不断进步。作者简要回顾了太阳电池的发展历史;描述了太阳电池的工作原理及工业化生产的工艺步骤;重点介绍了当前工业化生产中提高电池效率的几个主要方法,包括优化硅片性能、高方阻、先进的金属化、以及选择性扩散等;最后强调了技术进步对规模化生产带来的影响。     

量子云计算理论与应用简述

经典计算机在处理大规模数据集或是高强度计算的时候,受硬件工艺与算法原理限制存在性能瓶颈。为了解决此类问题,人们构想出了用量子计算机通过量子力学的微观性质进行计算。近年来实验技术上的突破使得一些科技公司推出了面向公众的量子计算机,以更深刻地理解量子算法并解决一些实际问题。文章介绍了量子云计算的基本原理和发展现状,并给出了量子云计算应用的成功案例,希望以此引起人们对此领域的关注。     

影像中的世界*

本文从认识世界的方式入手,分析了传统的金字塔结构影像和最新的时间序列GigaPan影像结构,指出了其存在的局限性,即实际所见的是与现实目标源不一致的该区域的分裂的全要素数据,同时提出了一种面向事件的可以表现多尺度世界中动静状态的新的影像结构。通过分析从现实世界到影像世界的映射关系,探讨了未来遥感影像研究的发展方向。     

世界主要证券监管模式比较研究

文章从证券监管模式这一角度出发,在比较了世界证券监管3种主要模式的基础上,对它们的历史演变及发展成因进行了分析。     

量子信息技术纵览

量子信息技术经过近三十年突飞猛进的发展,在理论和技术方面已经获得了举世瞩目的成就.本文主要对量子信息技术各个热点研究分支的发展进行了概括性的介绍,涉及到量子密码、量子通信、量子计算、量子模拟、量子度量学、量子信息物理基础等各个领域.此外,也讨论了原子、分子和光物理、固体物理的各个分支(超导约瑟夫森结系统、半导体量子点自旋系统、金刚石氮-空穴色心系统)、离子阱、核磁共振系统等各种物理体系在量子信息技术中的应用和发展.通过对量子信息技术的研究和积累,人们调控微观世界的能力获得了显著的提高.量子密码技术已经接近实用化,长程量子通信的原理性验证也不存在原则上的障碍.量子模拟技术快速发展,已经接近经典计算机可以模拟的极限.同时,量子度量学也获得了快速的发展.本综述不仅反映了国际量子信息技术发展的状况,而且也提炼了近年来中国量子信息科学技术在国际上取得的成就.这些成就表明,中国已经成为量子信息世界版图中一股不可或缺的力量.     

浅谈现代陶艺中的中国传统文化

中国陶艺起步较晚,20世纪90年代初才开始,但十几年的发展已同世界陶艺主流相结合。文章通过对现代陶艺的介绍,将之与传统陶艺相比较,深入分析现代陶艺与中国传统文化的融合,从而证实中国陶瓷文化艺术有着最纯真、最本体的袁达方式和语言,中国现代陶艺的风貌既是崭新的,又是传统文化的延续,是科技和文化交融发展的结果。中国现代陶艺从感觉泥性．到超越泥性,到演绎泥性,逐渐走向成熟,而且中国文化有着强盛的生命力。百年来数代艺术家都曾面对的中西文化交流和碰撞问题,将在一种新的文化语境、新的历史高度上展开。     

金融危机下我国企业如何走出困境

美国次贷危机引发全球金融危机,世界各国都受到影响,我国企业的生存和发展也受到了前所未有的挑战。为了度过难关,走出困境,本文就我国企业如何研究并采取措施应对此次危机作以探讨。