本週，《大眾科學》將帶您深入了解美國一些規模最大、性能最強的超級電腦——這些機器將大數據轉化為重大發現、尖端技術和飛躍式進步。過去一周，我們設法聯繫到了本系列文章中提到的每一台繁忙的超級計算機，以了解它們在特定日期都在忙些什麼。它們都很樂意分享。
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認識一下霍珀。
名稱： Hopper（勞倫斯伯克利國家實驗室國家能源研究科學計算中心）
TOP500排名：第8名
關鍵參數：系統：Cray XE6 超級電腦。理論峰值效能：1.3 petaflops（每秒 1.3 千萬億次計算）。內部結構：153,216 個運算核心透過高速互連連接。配備高效能儲存系統 (HPSS)，使用者可將資料歸檔到該系統中。 HPSS 系統的峰值容量為 59 PB。 10 月 26 日，HPSS 系統共傳輸了約 98,750 個檔案。
日期： 2011年10月27日
你在忙什麼？
- 模擬與慣性約束聚變反應相關的大規模粒子網格雷射等離子體相互作用。簡而言之，這涉及對聚變反應進行建模，其中燃料靶（通常是氘或氚顆粒）被高能束壓縮。理解這種反應是建造未來可能提供廉價且豐富能源的聚變反應器的關鍵，而且在霍珀超級電腦上進行模擬比在實驗室中容易得多。這類等離子體反應的溫度幾乎與太陽表面的溫度一樣高。
- 基準測試。像 Hopper 這樣的超級電腦功能強大，以至於 NERSC 和其他超級計算實驗室的團隊有時不得不暫停工作，專門運行一些任務，以便更好地了解電腦的性能，從而找到最佳的計算應用方式，滿足科學家們的需求。今天，Hopper 正在使用其自身的一小部分運算能力來測試自身的運算能力。這是每台超級電腦都必須執行的重要任務，以確保其以最佳性能運行，並確保其核心得到充分利用。
- 超新星模擬。你是否曾經好奇過恆星爆炸時的景象？霍珀也對此充滿好奇。如今，研究人員正在運行超新星模型，以更好地了解恆星如何經歷熾熱的死亡，從而為宇宙播撒幾乎所有的重元素。由於超新星擁有巨大的亮度，它們常被用作「標準燭光」——宇宙中重要的參考點，天文學家利用這些參考點來測量宇宙的距離和膨脹速度。在1990年代，NERSC的計算在今年的諾貝爾物理學獎中發揮了核心作用，該獎項旨在表彰發現宇宙不僅在膨脹，而且還在加速膨脹的科學家。這引發了一系列關於驅動宇宙加速膨脹的暗能量本質的全新問題。霍珀至今仍在探索這些問題。
- 更多等離子體/聚變科學。等離子體科學與創新中心是一個學術合作項目，旨在改進約束裝置的模擬，從而在地球上有效地控制高能量聚變反應，為所有人提供廉價且超清潔的能源。當然，這並非易事（參見上文關於接近太陽溫度的論述）。聚變能源是科技的聖杯，而霍珀如今正致力於探索它。
- 探索原子的基本本質。更具體地說，霍珀正在深入研究原子核和量子色動力學——一個描述原子核基本結構以及將質子和中子結合在一起的鍵（即強力）的理論框架。如果同種電荷互相排斥，為什麼由帶正電的質子組成的原子核不會自我瓦解？夸克和膠子又是如何結合在一起形成質子的？這是一項突破性的核子物理學研究，就在此時此刻。
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