瞄准学术前沿 持续创造研究领域新纪录

上图：张宇(右二)带领赵进(左二)和团队其他成员在实验室做研究。

下图：金海在参加学术论坛。

以上图片均为华中科技大学提供

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华中科技大学计算机科学与技术学院图计算团队，近年多次打破图计算世界纪录，屡次获得该领域国际大奖。该团队所在实验室由华中科技大学教授金海于2000年回国创建，承担起多个国家重点科研项目。金海教授团队曾获国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖2项、国家技术发明奖二等奖1项，团队拥有数十项国际发明专利。

2022年11月，由华中科技大学计算机科学与技术学院图计算团队研发的图计算引擎——基于“鹏城云脑Ⅱ”，在国际超级计算大会第二十五届图计算500强排名中，获得单源最短路径性能第一，广度优先搜索性能在国产处理器中排名第一。

作为该项目的主持研发团队成员，华中科技大学计算机科学与技术学院副教授张宇和博士生赵进感到十分兴奋，“虽然团队成员平均年龄仅有25岁左右，但大家精诚合作、集智攻关，一起攻克了世界难题。”张宇感慨地说。

从零开始不断探索，频频在国际上获得大奖

当前，全球大数据进入加速发展期，图计算作为下一代人工智能的关键技术，目前已被广泛应用于医疗、教育、金融等众多领域。图计算500强榜单是国际计算机学会和电气与电子工程师协会联合组织的国际上评价超级计算机图计算性能的权威榜单。图计算是一种重要的大数据算法模型。图计算里的图，不是指“图像”，而是指一种抽象的数据结构。研究人员在此基础上要进行个体分析、关系挖掘和复杂计算，实现知识推理和事件溯源及预判。

如今，很多喜爱科学的年轻网友都变成了华科图计算团队的“粉丝”。张宇说：“排名不是目的，我们从2010年就开始开展图计算相关研究，接下来我们会推动科研成果产业化落地，更好地服务国家经济社会发展。”

图计算概念最早被提出时，张宇就对其产生了浓厚的兴趣：“那时候，我就意识到图计算将是未来研究的热点方向。”2011年，张宇读博时开始主攻高性能图计算系统软件和体系结构方向，开启了他的漫漫科研之路……

近年来，这支年轻的团队在国际大赛中频频获得大奖并刷新世界纪录。2021年11月18日，在国际超级计算大会上揭晓的第十八届绿色图计算500强和第二十三届图计算500强排名中，他们就曾荣获性能功耗比和单机性能两项第一。2022年，第二十四届图计算500强排名揭晓，由他们研发的图计算机性能再次打破图计算性能纪录，首次实现单机性能超越超级计算机图计算性能。

张宇说：“性能功耗比第一，通俗地理解就是，我们图计算机每瓦能处理的边数量第一。单机性能第一，是我们的图计算机在单机范畴内，边处理速度第一，上千台同类机都不如我们一台机器跑得快。”

张宇说，这些成绩的背后，离不开实验室的支持和金海教授的努力。金海是华中科技大学大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心主任、服务计算技术与系统教育部重点实验室暨集群与网格计算湖北省重点实验室主任。2000年，他在国外完成博士后研究工作回国，创建了这个实验室。当时国内相关领域研究刚刚起步，实验室从零开始，购设备、找场地、立项目……一路走来，个中艰辛，金海记忆深刻：“最近几年，实验室多次实现排名第一，受到业界关注；其实相关研究已经做了十几年，都是厚积薄发的结果。”

瞄准学术前沿，面向国家重大战略需求

早在2015年，金海就敏锐地发现了图计算的巨大应用价值：“图是大数据时代最普遍地表示事物与事物之间关系的载体；大数据处理的能力实际上就是图数据处理的能力。”于是，实验室提出用专门的加速芯片作图处理的方案。但是，由于图计算相关技术还在发展过程中，当时软件系统也处于研发阶段，不少同行专家并不看好这个方案，认为不切实际，甚至有人提出反对；但金海基于自己的调研和判断，还是坚持了下来，毅然展开研究……

后来，国家在“十三五”期间确立了重点研发计划“面向图计算的通用计算机技术与系统”，这个计划的牵头人就是实验室的廖小飞教授，该专项从中期到结题都被评定为优秀。

事实也证明了金海的判断。如今，金海教授的实验室已经成为拥有40多位教师和300多名学生、引领学术前沿的科研团队；研究方向也从原来的并行计算、高性能计算扩展到现在的分布式计算、云计算、大数据。

“困难随时出现，压力一直都有!”95后博士生赵进坦言科研之路的艰辛，“团队成员一年到头几乎都扎在实验室，老师带我们做研究，从早忙到晚。”有一次，赵进在作图计算数据访问优化时，遇到一个性能瓶颈，思考研究数月，仍然没有突破。当看见别人已经发表多篇论文，赵进产生了放弃的念头。但张宇一直鼓励他：“要勇于触碰世界性难题，不要满足于做简单的事。”最终，在张老师的指导下，联合其他图计算专家，赵进成功解决了难题，相关成果也在国际会议上发表。

团队成员沈千格虽然加入团队时间不长，但已经感受到了做科研的挑战。有一次，她负责的部分任务代码出了问题，查了很多资料都没有改好，“程序复杂，时间有限，感觉压力很大，晚上根本无法入睡，最终在熬了几个通宵后找出了全部问题。这种艰难的经历我只经历过一次，但团队的老师和师兄师姐们不知道熬过了多少个这样不眠不休的日日夜夜……”

正是这样奋斗的十几年，成就了团队现在一流的计算速度。“现在看来，当初选择回国是对的，做科研就是要面向国家重大战略需求。”金海说。

宽严相济，接续传承优良学风

在实验室团队里有一条规矩，就是要把“严”字铭记于心。赵进读博期间，学术论文是由张宇老师指导：“老师当时还承担了好几项科研课题，时间宝贵，但他仍帮我逐字逐句修改论文，而且把每处修改都认真标注、给我讲解，以防接下来犯同样的错误。”一篇论文，一改就是一个多月，但张宇并不觉得辛苦，“因为我读博士的时候，金老师就是这样给我改论文的。我现在自己带学生，有了更深刻的体会，严格要求，也是希望学生以后能成材。”

实验室工作虽然辛苦，但也有令人难忘的温暖时刻。学生郑龙回忆：大三的时候，他进入实验室实习，没想到那年生日居然收到金老师发来的祝福——“生日快乐!”“收到祝福时非常感动，当时就下决心要做出些成绩。”之后的每年生日，郑龙都会收到金老师的祝福；来到实验室的每个成员，也都会收到金老师的生日祝福……

在金海的实验室走廊里，几块大展板上展示着团队创建以来获得的各项荣誉和奖励、实验室的发明专利、团队集体活动的合影留念、由实验室所有师生照片组成的笑脸墙……鼓舞人心又令人倍感温馨。展板上的几行字也引人注目：“一个老师，除非他仍然孜孜不倦地学习，否则就不能教育别人；一盏灯，除非它继续燃烧自己的火焰，否则决不能点亮另一盏灯。”“这段话非常触动我。从我回国当老师开始，我就一直把它挂在实验室的墙上，当作自己的座右铭；每个新进实验室的老师，都会收到印有这段话的一个小铭牌。”实验室创建至今20多年，金海和他的团队一直在科研报国这条路上勇往直前……

拼搏筑起通往高峰的石阶(记者手记)

在采访过程中，记者感受最深刻的就是团队成员勇于挑战、不懈拼搏的精神：从最初，研究方向被质疑甚至被反对，团队成员在巨大压力面前，不放弃对理想目标的坚持和科研事业的热爱，完成“从0到1”的突破；到现在，团队成员依然选择挑战世界性难题，选择迎难而上，追求卓越。

宝剑锋从磨砺出。敢于挑战的勇气来自科研实力，来自团队合作，更来自每名成员坚守在实验室的日日夜夜。“每天早上8点到实验室，晚上10点离开；有时候回到宿舍，还在想白天没解决的问题。”“只要睡前不去想科研的问题，就不会失眠；有时凌晨2点我还在处理程序漏洞。”诚然，正是每一个坚守、拼搏的日夜，筑起了通往高峰的石阶。