听说，ASC20-21世界大学生超算竞赛将脉冲星搜索作为赛题，这不禁让喜爱天文的我激动不已。

“脉冲星搜索”，这个名词对于许多人来说都比较陌生，但是在天文爱好者眼中它总是与射电望远镜联系在一起。而且就在2个月前，我去了一趟贵州平塘县，其目的就是看看世界唯一的射电天文望远镜——“天眼”FAST。

当时它还不是世界唯一的，那时候地球还有另外一只眼睛——阿雷西博射电望远镜。但就在我去平塘一周后的12月1日，美国国家科学基金会正式确认阿雷西博射电望远镜在一夜之间坍塌。

至此，中国天眼就成为了世界唯一，也自然成为了全世界观测宇宙的窗口——据中科院国家天文台FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏介绍：自今年4月1日起，各国科学家可以通过在线方式向中科院国家天文台提交观测申请，并于8月1日起分配观测时间。预计在“中国天眼”面向全球科学家开放的第一年，分配给国外科学家的观测时间约占“天眼”总观测时间的10%。

“天眼”能够干什么？其实从2020年1月11日通过国家验收正式投入使用开始，“天眼”就在天文观测，特别是在脉冲搜索中发挥着关键作用。截至2020年11月，“天眼”已经帮助科学家发现240多颗脉冲星，引发天文学界乃至整个科研界的高度关注。未来，“天眼”还将承担漂移扫描巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、中性氢星系巡天、快速射电暴观测等多个优先和重大项目，并有望捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波。

这里我们需要提到一个概念——脉冲星。脉冲星是近现代天文学、物理学领域的前沿研究课题。诺贝尔物理学奖曾两度授予脉冲星相关发现，而近两年关于引力波发现、黑洞证实等荣获诺贝尔物理学奖的重大突破，也与脉冲星研究有着直接或间接的关系。脉冲星之所以具备如此高的研究价值，是因为它的极端物理性质是天然的极端物态实验室，科学家通过对脉冲星信号的观测，可以检验引力理论研究致密星的物理。

同时，由于脉冲星周期稳定，尤其是毫秒脉冲星可媲美“原子钟”，研究它们可以解决许多重大物理问题，例如引力波探测、航天器导航等等。比如，科学家们通过高精度的脉冲星计时研究，利用脉冲星建立宇宙级的“GPS”，准确推算航天器在宇宙航行的坐标，这就是所谓的“脉冲星导航”。

当然，脉冲星研究绝非轻而易举，因为脉冲星遥远而致密，我们无法像夜晚看星星那样看到脉冲星，需要借助天文望远镜，这也就体现出了“天眼”FAST的重大价值。而在观测过程中，FAST每秒会产生3GB数据，月数据量达到PB级，这也就需要性能强大的超级计算机对观测数据进行及时的处理和分析，以及世界最顶尖的软硬件平台同步支持。

这就不能不提到一款名为PRESTO的脉冲星搜索开源软件。PRESTO是当前天文科学家们使用的核心软件之一，它的主要设计目的是从对球状星团的长距离观测中，有效地搜索毫秒脉冲星。据统计，在过去的几十年里，利用望远镜发现的3000多颗脉冲星中，有700多颗是由PRESTO发现的。

虽然PRESTO软件已经取得了如此醒目的成绩，但任何一款软件都需要不断的迭代与更新，才能发挥更大的价值，PRESTO也不例外。我们知道，最近几年高性能计算发展非常迅猛，特别是异构计算的出现让算力迈上了新的台阶，也对软件的支持能力提出了更高的要求。

要想更大限度的发挥PRESTO软件的能力，就需要针对更高性能和大量新技术的硬件平台进行持续调优，同样还需要对于现有分析模型和搜索算法进行优化，以尽可能的减少计算时间、降低资源消耗。

那么，PRESTO软件的优化是否需要专业人士来完成呢？答案是否定的。作为一款开源软件，任何具备软件能力的人都可以对其进行优化，而这其中天文专业能力的高低甚至并不是最重要的——超算应用越来越需要复合型的人才，既要懂天文学的专业知识，更要理解计算机程序的应用原理，这样才能明确科研需求的种种计算难点，从而使应用程序贴合科研目标。

知易行难。复合型人才培养是多年来超算领域的老生常谈，但人才要真正的培养出来非常困难——现行大学学科体系中，专业科系的限制度很高，许多有天赋的学生都是凭借着兴趣和热情进行自主研究，缺乏专业的指导和软硬件支持。那么，能否将这些学生组织起来，通过阶段性的“集训”培养，引入比赛机制使其在短时间内获得能力的大幅度提升呢？

这也正是ASC大学生超算竞赛发起的初衷。作为全球规模最大的大学生超算赛事，ASC自创立之日起就一直以前沿赛题作为比赛项目，激发参赛大学生对于顶尖科技的兴趣与热情，同时也能够加速高性能计算人才的培养。从ASC15赛题中的SKA射电望远镜到ASC18中诺贝尔奖的冷冻电镜技术，从ASC17的PaddlePaddle智能交通预测到ASC19的SR图像超分辨率优化……这些赛题无论是从选题还是目标都紧跟时代发展，凸显高性能计算的科研价值与应用价值。这也证明，ASC大赛一直站在科技发展的最前沿，并致力于将参赛选手视野提升到业界顶尖水平。

受新冠疫情影响，ASC20将与ASC21超算竞赛合并举行，并有了全新的名称——ASC20-21大赛。本届大赛将由亚洲超算协会、南方科技大学、浪潮集团联合举办，继续采用“预赛+决赛”的赛制。而在赛题的选取上，就包括了脉冲星搜索、量子计算线路模拟、人工智能 NLP 英语考试等前沿科学问题。

这充分体现了组委会在赛题设置上的“用心良苦”。正如前文提到的，脉冲星搜索是当下热门的科研问题，而大赛也与“天眼”FAST展开合作，参赛选手们需要借助真实观测数据，利用开源软件套件PRESTO搜寻脉冲星的信号数据，并尽可能缩短分析时间。此举一方面让尚在本科阶段的队员们接触到最前沿的脉冲星研究的科研数据与软件算法；另一方面，也要求他们必须深入学习和了解脉冲星搜索相关知识，对于拓展天文学理论知识，激发参赛者的聪明才智、研究兴趣和创新精神都是大有裨益的，充分体现了ASC大赛“发挥超算的科技驱动力”的本质目标。

一直以来，ASC大赛都是超算人才，特别是中国超算人才选拔的摇篮，而如今超算领域的竞争也从过去几年搞大型超级计算机的硬件“军备竞赛”拓展到了超算领域人才储备的“软实力”竞赛。可以说，超算应用的开发、实施、推广和普及，需要千千万万的高素质人才，人才是促进超算应用进步的第一要素。因此，ASC大赛用顶级的超算问题考验队伍，正是希望在本科学习阶段，就帮助参赛队员树立对超算应用的学习目标，到硕士、博士阶段自然可以水到渠成的进一步深造。

从2012年的第一届比赛到今天，ASC大赛已经走过将近10个春秋，也为中国超算领域选拔出一批又一批的人才。作为ASC大赛历届的亲历者，我也见过许多人从多年前的参赛队员变成如今的带队教练，从当年亲身下场比赛到如今教书育人培养优秀后继者，让越来越多的青年才俊加入超算应用行业中，也推动中国超算进一步的发展。

新中国的科学技术发展突飞猛进，只用了几十年的时间就在某些领域走在了世界前列。从世界顶尖的神威·太湖之光超级计算机到全球唯一的“天眼”FAST射电望远镜，我们已经有了领先的硬件平台和工具。

正如“决定战争胜负的是人不是物”一样，中国超算要想在世界的竞争中立于不败之地，更需要的是科学思维和科学人才的培养，才能通过一代甚至几代人的不懈努力，将领先优势保持下去并加以扩大，最终让中国超算从硬件到软件，从应用到架构都能够领先于世界。从这个角度来说，ASC大赛所承载的不仅仅是简单的人才选拔，更是中国超算的未来。

据悉，1月18日ASC20-21大赛将发布预赛阶段的20强队伍，随后这些队伍将现场参加2021年5月8日-12日在位于中国深圳的南方科技大学举行的总决赛比赛，通过现场设计和搭建超算集群、优化指定应用、参加英文答辩等等环节，最终角逐出冠亚军、最高计算性能奖、e Prize计算挑战奖等诸项大奖。

让我们拭目以待吧！