计算材料 pdf下载

作为浙江省委、省政府深入实施创新驱动发展战略、探索新型举国体制浙江路径的重大科技创新平台，之江实验室勇闯科研“无人区”，基于智能计算与材料、天文、制药、育种等前沿学科交叉融合的研究成果，组织编写“之江实验室智能计算丛书”，以期在更大范围内凝聚共识，利用智能计算技术，服务我国社会经济高质量发展。

丛书由朱世强教授担任丛书主编，对之江实验室关于智能计算的理解和行动进行全面介绍。《智能计算》为总论，各分册分别论述了重大科学装置“智能计算数字反应堆”与材料、天文、制药、育种等学科深度耦合的应用成果。丛书系统梳理了智能计算的理论体系、技术体系和标准体系，将智能计算与国家重大战略需求和新兴学科交叉融合，促进多学科对综合性问题的协同攻关，成为智能计算“之江定义”的理论组成部分。

　　计算材料是融合了材料科学、计算机科学、物理学、数学、化学和力学的新兴研究方向。
　　以人工智能和高性能计算技术为标志的数据科学的发展，以数据驱动材料研发为理念的材料信息学的建立，将成为下一代材料科技研究理念的核心。

朱世强，之江实验室主任，浙江大学党委副书记，教授、博士生导师。主要从事智能机器人领域的研究，先后承担国家863项目、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划等多项重大科研项目。2017年起担任之江实验室主任，牵头负责智能计算体系建设。

享受国务院特殊津贴专家

浙江省“万人计划”杰出人才

国家重点研发计划“智能机器人”重点专项总体专家组成员

中国科学院院士张统一教授：本丛书凝聚了相关交叉学科领域多位专家、学者的智慧，是兼具基础性、宏观性和应用性的重要成果，可为智能科技和相关学科融合领域的理论研究和应用创新提供科学依据和参考。

中国科学院国家天文台李菂研究员：面对大科学时代的科技创新，面对铸造国家战略科技力量的需要，之江实验室组织编写本丛书，将为践行“八八战略”、加快推进数字化发展进程、展现浙江创新引领产业发展成果打开一扇重要文化窗口。

　　纵观人类生产力发展史，社会主要经济形态经历了从依靠人力的原始经济到依靠畜力的农业经济，再到依靠能源动力的工业经济的变迁，正在加速进入依靠算力的数字经济时代。高性能算力对数据要素的高速驱动、海量处理和智能分析，成为支撑数字经济、数字社会和数字政府发展的核心基础。在全球新一轮科技革命与产业变革中，以算法、数据、算力为“三驾马车”的人工智能技术成为创新的先导力量，不断拓展新的发展领域，推动人类社会持续发生着巨大变革。未来，人类社会必将迈入人-机-物三元融合的“万物皆数”智慧时代，这背后同样需要强大的算力支撑。
　　与可预见的爆发式增长的算力需求相对的，是越来越捉襟见肘的算力增长。既有算法面临海量数据的挑战，对算力能效的要求越来越严格，算力的提升不得不考虑各类终端接入方式的限制……在未来十年内，摩尔定律可能濒临失效，人类将面临算力短缺的世界性难题。如何破题？之江实验室提出要发展智能计算，为算力插上智慧的“翅膀”。
　　我们认为，智能计算是支撑万物互联的数字文明时代的新型计算理论方法、架构体系和技术能力的总称。其核心思想是根据任务所需，以最佳方式利用既有计算资源和最恰当的计算方法，解决实际问题。智能计算不是超级计算、云计算的替代品，也不是现有计算的简单集成品，而是要在充分利用现有的各种算力和算法的同时，推动形成新的算力和算法，以广域协同计算平台为支撑，自动调度和配置算力资源，实现对任务的快速求解。
　　作为一个新生事物，智能计算正在反复论证和迭代中螺旋上升。在过去五年里，我们统筹运用智能技术和计算技术，对智能计算的理论方法、软硬件架构体系、技术应用支撑等进行了系统性、变革性探索，取得了阶段性进展，积累了一些理论思考和实践经验，得到以下三点重要体悟。
　　（1）智能计算的发展需要构建新的技术体系。随着计算场景与计算架构变得更加复杂多元，任何一种单一计算方式都会遇到应用系统无法兼容及执行效率不高的问题，推动计算资源和计算模式的广域协同则能够同时满足算力和能效的要求。通过存算一体、异构融合、广域协同等新型智能计算架构构建智能计算技术体系，借助广域协同的多元算力融合，能够更好地实现算力按需定义和高效聚合。
　　（2）智能计算的发展将带来新的科技创新范式。智能计算所带来的澎湃算力在科研上的应用将支撑宽口径多学科融合交叉，为变革科技创新的组织模式、形成社会化大协同的创新形态提供重要支撑。智能计算所带来的先进算法将有助于自主智能无人系统突破未知场景理解、多维时空信息融合感知、任务理解和决策、多智能体协同等关键技术，为孕育和孵化未来产业、实现“机器换人”、驱动产业升级提供新的可能。
　　（3）智能计算的发展将推动社会治理发生根本性变革。智能感知所带来的海量数据与智能计算的实时大数据处理能力，将为社会治理提供新方法、新工具、新手段。依托智能计算的复杂问题预测分析求解能力，实现对公共信息和变化脉络的深入理解和敏锐感知，形成社会治理整体设计方案和成套应用技术方案，有力推动社会治理从经验应对向科学决策的跃迁。
　　站在信息产业由爆发式增长转向系统化精进的重要关口，智能计算未来的发展仍然面临着算力需求巨量化、算力价值多元化、智能计算系统重构化、智能计算标准规范化等多重挑战。在之江实验室成立五周年之际，我们以丛书的形式回顾和总结之江实验室在智能计算方面的思考、探索和实践，以期在更大范围内凝聚共识，与社会各界一道，利用智能计算技术，服务我国社会经济高质量发展。
　　我也借着本丛书出版的契机，感谢国家、浙江省及国内外同行对之江实验室在智能计算领域探索的大力支持，感谢各位专家和同事的辛勤工作。