近期，國(guó)防科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)分別在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、聲子激光等領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果對(duì)解決關(guān)鍵技術(shù)難題、深入前沿探索有積極影響。

近日，第52屆國(guó)際計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研討會(huì)（ISCA 2025）在日本東京落幕。ISCA創(chuàng)辦于1973年，是最具影響力的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議之一。國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院董德尊研究員課題組通過(guò)視頻方式在大會(huì)報(bào)告了題為“Zettafly: A Network Topology with Flexible Non-blocking Regions for Large-scale AI and HPC Systems”的學(xué)術(shù)論文。

該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目資助，并獲學(xué)校各級(jí)單位在教育教學(xué)改革與科技創(chuàng)新政策方面的大力支持，充分展現(xiàn)了學(xué)校加強(qiáng)基礎(chǔ)前沿探索、加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、激發(fā)科技創(chuàng)新活力的新風(fēng)貌。

當(dāng)前算力融合在國(guó)際上受到高度重視，大規(guī)模超算與智算系統(tǒng)的融合發(fā)展，對(duì)互連基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的迫切需求，現(xiàn)有互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)難以在易部署、低成本和高性能三者之間取得有效平衡。針對(duì)這一難題，課題組通過(guò)深入分析智算與超算的應(yīng)用特征，以及現(xiàn)有主流互連系統(tǒng)構(gòu)建方案，基于天河超算互連自主設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Zettafly。主要參研人員包括王梓宇工程博士生、雷斐高級(jí)工程師等。該結(jié)構(gòu)支持靈活劃分無(wú)阻塞區(qū)域與增量式部署，能以更低的成本實(shí)現(xiàn)同等性能水平，突破了依賴高成本獲取高性能的傳統(tǒng)互連設(shè)計(jì)困境，為后E級(jí)和Z級(jí)等新一代高性能計(jì)算系統(tǒng)的互連拓?fù)錁?gòu)建提供了參考方案。

課題組長(zhǎng)期從事高性能互連與體系結(jié)構(gòu)研究，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，在超算互連自主設(shè)計(jì)平臺(tái)、超算互連超大規(guī)模擴(kuò)展、超算互連領(lǐng)域定制優(yōu)化等方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的技術(shù)探索與工程實(shí)踐，主持研制了天河大規(guī)模互連全棧協(xié)同設(shè)計(jì)仿真軟件平臺(tái)，依托自主平臺(tái)開(kāi)展學(xué)術(shù)創(chuàng)新和工程預(yù)研，積極探索適合大工程特色的實(shí)踐育人體系。

前沿交叉學(xué)科學(xué)院某團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)聲子激光頻率梳

近日，國(guó)防科技大學(xué)前沿交叉學(xué)科學(xué)院某團(tuán)隊(duì)聯(lián)合理學(xué)院，提出將Floquet調(diào)控技術(shù)應(yīng)用于非線性聲子激光中，成功產(chǎn)生了國(guó)際上首個(gè)聲子激光頻率梳，預(yù)期在高分辨率聲學(xué)傳感、相干聲信息處理及拓?fù)渎曌訉W(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究成果以“基于Floquet工程的聲子激光頻率梳（Coherent acoustic frequency comb via Floquet engineering of optical tweezer phonon lasers）”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果

研究表明，通過(guò)引入周期性調(diào)制的Floquet泵浦信號(hào)，非線性聲子激光的模式擴(kuò)展形成了多個(gè)相干頻率成分，且頻率分布與頻率間隔能夠被靈活調(diào)控，產(chǎn)生了高性能聲子激光頻率梳，梳齒數(shù)量達(dá)到40余個(gè)，梳齒之間的相位相干性顯著增強(qiáng)。該項(xiàng)研究首創(chuàng)了聲子激光頻率梳生成模式，為其他多種聲學(xué)平臺(tái)（如囚禁離子體系、微腔體系、冷原子體系等）產(chǎn)生聲子激光頻率梳提供了重要思路。

國(guó)防科技大學(xué)博士生何雨桐和助理研究員鄺騰芳為論文的共同第一作者，副教授肖光宗、教授羅暉和教授景輝為共同通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、湖南省杰出青年基金項(xiàng)目、湖南省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目、湖南省科技創(chuàng)新計(jì)劃等的資助。

近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)聲子激光前沿領(lǐng)域開(kāi)展研究，取得了系列重大成果，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了非線性聲子激光，通過(guò)引入注入鎖定技術(shù)顯著提升了聲子激光的多項(xiàng)關(guān)鍵性能，產(chǎn)生了世界上“最亮”的聲子激光，為聲子激光向新質(zhì)戰(zhàn)斗力轉(zhuǎn)化邁出了重要一步。相關(guān)成果發(fā)表在Nature Physics、Science Advances、eLight等國(guó)際頂級(jí)期刊上，成果入選“2023中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展（基礎(chǔ)研究類）”，3次獲得湖南省光學(xué)科技進(jìn)展一等獎(jiǎng)，并被英國(guó)著名科技新聞雜志New Scientist、麻省理工科技評(píng)論等媒體專題報(bào)道。