高性能计算(HPC)通常被称为“超级计算机”，具有极高计算能力，能够高速解决很复杂的问题。由于超级计算机运行成本很高，主要由国家主导其发展，也主要使用在于国家安全领域(如核模拟)、科学与医学研究以及气候建模等方面。
然而，由于大数据经济的崛起、训练人工智能(AI)算法和运行模拟所需的计算能力、以及云计算的增长，已经使工业界对高性能计算的依赖“民主化”。如今，美国计算机和处理器公司在欧洲市场占据主导地位，中国也开发了本土技术。欧洲正寻求通过支持其工业基础和发展其处理器技术来迎头赶上，但面临着工业、技术和政治方面的内部障碍。
高性能计算机概念出现在20世纪80年代末至90年代初，随着大规模并行处理的出现，超级计算机开始由数十万个处理内核组成。
下图为自20世纪90年代以来计算能力的上涨的速度。高性能计算专业术语中的计算能力是以每秒钟的浮点运算来衡量的。虽然以前是以千兆次/秒(即每秒10亿（10^9）次运算)来衡量的，但现在计算的性能慢慢的开始用千万亿次/秒(每秒10^15次运算)来衡量，而且可能到2021年底就会以每秒10^18次运算来衡量，一台千万亿次/秒超级计算机比一台高端笔记本电脑强大大约一百万倍。
历史上，政府在高性能计算技术的发展和增长中发挥了及其重要的作用，直到如今，公共部门仍然是集中计算能力的主要消费者。
天气预报和科学研究，包括医学研究，其中新冠疫情也产生了新的需求，如生物医学应用、新药开发等。
由于超级计算机的双重应用，自20世纪90年代以来一直受到出口限制。如今，由于对知识产权和美国芯片技术的潜在用途的担忧，美中竞争显然在高性能计算领域展开。2021年4月，拜登政府将多个参与高性能计算的实体列入实体清单，包括中国国家超级计算中心(参与高超音速飞行器仿真)，限制了美国技术向这些实体的出口。
在全球范围内，少数国家拥有强大的高性能计算能力。中国和美国领先，其次是日本、德国、法国、荷兰、爱尔兰、英国和加拿大(见表1)。
公司方面，从高性能计算领域的市场占有率角度排名，依次是：联想(中国，全球第一厂商，市场占有率36.8%)、浪潮(中国，11.6%)、惠普(美国，9%)、中科曙光(中国，7.8%)和阿托斯(法国，7.2%)。如果算上惠普在2019年收购的、占据6.4%市场占有率的克雷，惠普已经上升到第二位，占17.4%。
如果从计算机性能而不是市场占有率来看，排名第一是富士通(日本，19.8%)。2021年6月亮相的Fugaku是世界上最强大的机器，其性能是排名第二机器的三倍，其计算能力相当于2000万部智能手机的总和，已经接近数据库云服务器的一半。
目前，Fugaku已经用于对抗新冠病毒感染方面研究，并取得相当成果。今后，将被用于新药开发、高性能材料寻找、天气预测及军事等领域。
表2显示，公共部门机构（政府部门及大学研究实验室）拥有最强大的机器。除了前十名外，云服务提供商，如微软的Azure和亚马逊的网络服务，也已经获得了自己的大量计算资源。天气预报机构在全世界内也是高性能计算用户的首选。
超级计算机在给定任务中的性能不仅取决于机器的核心数量和互连网络的速度，还取决于其芯片的类型和架构。
高性能计算为满足更高的性能，而牺牲其灵活性。因此，许多国家(美国、加拿大、日本、英国、德国或法国)最近采购了专门用于人工智能的大型计算仪器。包括：日本的Fugaku；英国2018年研制的联合学术数据科学(JADE)；以及法国2020年专门研究研发的GENCI新机器。
在过去的几年里，处理器的国际格局发生了巨大的变化。计算机越来越依赖于图形处理单元(GPU)，对某些应用，图形处理器被证明可以明显提高计算能力。因此，将引发高性能计算领域的一场线年，英伟达推出了一款基于新架构(“Volta”)的GPU，专为AI，尤其是无人驾驶汽车而设计，现在配备了美国最强大的两台超级计算机，Sierra和Summit。该公司还开始制造自己的超级计算机。
百亿亿次计算机将能够每秒执行10^18次运算，将是迄今为止世界上最强大机器的两倍，比最好的欧洲机器强大20倍。能应用与于：核能研究(例如下一代核弹头)、气候科学(例如气温变化后果的预测)、高分辨率气象学和海洋学以及生物和医学研究。
正如INRIA的伊曼纽尔·让诺所建议：一个国家在世界计算能力排名中的地位也是国家主权和软实力工具的体现。
目前没有部署中间件云服务器，但是美国、欧洲、中国和日本的政府项目正在进行中。开发中间件云服务器是一个成本问题，但由于美国技术出口限制，技术获取对中国来说也将是需要我们来关注的问题。
中国和美国正计划分别在2021年底和2022年让自己的百亿亿次计算机投入运行。
2015年7月，美国前总统巴拉克·奥巴马(Barack Obama)发起了一项《国家战略计算倡议》，呼吁加快开发一个中间件云服务器计算系统，该系统将代表政府需求的一系列应用程序的硬件和软件集成在一起。
惠普的克雷计划在2021年底向橡树岭国家实验室(ORNL，隶属于能源部)交付其第一台中间件云服务器计算机Frontier，并在2022年实现全面用户运营。ORNL已经举办了峰会，被评为2018-2020年世界上最强大的机器。
虽然中国在2001年还没有超级计算机，但在2016年，中国在全球超级计算机的性能和数量上均已超越了美国。如今，中国在全球500台超级计算机中数量占比最多，但总体而言，中国的计算机性能不如美国。
中国希望在2021年年底有第一台基于自主技术的数据库云服务器投入运行，这样就非常有可能成为第一个运行数据库云服务器的国家。
全球其他几个国家也在寻求制造百亿亿次计算机，但远不如中国、美国或日本先进。其中，韩国的目标是到2030年拥有一台使用韩国自主研发处理器的国家级百亿亿次计算机，欧洲正在寻求在2022-2023年部署百亿亿次计算机
如今，高性能计算正在“民主化”，在促进大数据经济的发展方面发挥着及其重要的作用，此外，深度学习等人工智能技术都需要巨大的算力，全世界内训练AI程序所需算力以每3-4个月翻一番的速度迅速增加，因此对高性能计算的需求也不断加大。
由于其用途的普遍化，高性能计算市场预计：2020年全球市场交易额达到410亿美元(350亿欧元)，预计2028年将达到665亿美元(567亿欧元)。因此，高性能计算从政府、研究和大公司领域发展到在整体经济中占据更核心的位置。
除了更大的需求之外，高性能计算从“内部”转移到(部分)云上，用户都能够从商业服务访问高速数据处理。一份报告显示：
高性能计算市场在2020年价值240亿美元，到2024年将以每年7%的速度增长。
法国阿托斯-布尔公司是欧洲唯一的超级计算机硬件公司。20年来，该公司一直为负责监督法国核威慑力量的法国替代能源和原子能委员会(CEA)提供服务。但是，在超级计算机的整个生产周期中，并没有欧洲公司的参与。根本原因是缺乏“拥有欧洲主权的”处理器。
此外，另一个问题是公共采购。政府采购计划是高性能计算硬件供应商前景的关键决定因素。如今，美国和中国对外国供应商关闭了市场。因此，欧洲公司很难将其机器出口到美国或中国，而其目前主要市场位于欧洲(包括英国)、巴西和印度。
最后是资金问题，时任数字化的经济和社会专员的玛利亚·加布里埃尔指出，与美国、中国或日本相比，欧洲高性能计算的资金缺口为每年5亿至7.5亿欧元。欧洲没有一个国家有能力在竞争非常激烈的时间框架内可持续地建立和维护超大规模高性能计算生态系统。
随着高性能计算的普及，近年来大多数欧盟成员国试图解决欧洲计算能力的限制。尤其从2015年开始，在美国和中国都制定了高性能计算计划后，这种需求变得更迫切。因此，欧洲也面临着压力。
现任欧盟工业专员、时任阿托斯首席执行官的蒂埃里·布雷顿也全力支持这一倡议。结果是在欧洲范围内推出了新的高性能计算倡议和资金，作为欧洲数字基础设施更广泛议程的一部分。
2017年，七个成员国——德国、葡萄牙、法国、西班牙、意大利、卢森堡和荷兰——签署了一项声明，建立了欧洲高性能计算联合企业，。
与此同时，大数据价值协会和ETP4HPC两个私营组织，与挪威和土耳其等几个国家加入了公私合作伙伴关系，其成员已达到33个。
建造欧洲超级计算机计划，包括被称为欧洲超级计算机联合企业的百亿亿次高性能计算机
欧洲将建造五台千兆次和三台亚百亿亿次计算机，每台价值在1200万到3000万欧元之间。
其中，一台千兆次计算机，阿托斯制造的织女星，于2021年3月在斯洛文尼亚落成。
高性能计算的民主化、传统计算能力的显著提升，以及颠覆性量子信息技术的出现，正在改变政府、研究人员和私营公司。私营公司正在寻找新的方法来利用数据分析的潜力，政府正在制定战略来获得相对的技术力量，并确保其数字系统的安全，而科学家则希望在医学和应对气候变化方面取得新的发现。技术进步也有望明显降低计算机的能耗，随着使用量的持续增长，这慢慢的变成了一个更大的问题。
计算能力的全球分布正在发生明显的变化。尽管美国长期以来主导着传统计算领域，尤其是在IBM扮演的决定性角色方面，但就市场占有率而言，中国的联想目前已成为全世界第一家高性能计算公司。
根据摩尔定律，计算能力将以每两年翻一番的速度发展。然而，随着计算机芯片不断接近纳米级的物理极限，摩尔定律也不再适用。与经典计算机的物理限制相反，量子计算机可通过量子物理特性，有望成倍增加计算能力。因此，量子计算慢慢的变成了政府、研究实验室、技术公司投资的战略领域，以期获得量子优势带来的战略能力。
量子计算是量子信息科学领域的一个分支，该领域还包括：通信和密码学、计量和传感以及模拟，应用广泛。量子信息领域的各项技术目前处于不同的成熟度水平。与传感和网络安全应用相比，量子计算距离市场成熟程度最远，但它也具有最高的颠覆性潜力。
意识到量子计算成熟后将发生的巨大变化，工业界和政府都在研究十年内可能的实际使用案例。
首先，量子计算将加速人工智能的发展，尤其将促进深度学习和神经网络的研究，其应用广泛适用于军用和民用。例如，在军事领域，量子人工智能能够在一定程度上促进自主武器系统和精确智能的发展，尤其是与其他量子技术的结合应用。
除了人工智能，量子计算机将很适合因数分解、优化和模拟任务。因数分解与密码学相关，使得未来大规模应用量子计算机对网络安全的影响成为各国的主要担忧。
2015年，美国国家安全局(NSA)更新了其加密系统，使其“抗量子攻击”。尽管打破当前的加密方法仍需要量子计算的重大进步，但一台功能齐全的量子计算机可以允许操纵者破解任何用当前技术保护的公共加密密钥。比如，目前用于保护在线支付的密码系统RSA。根据估计，经典计算机需要300万亿年才能破解一个RSA加密密钥(2048位)，而拥有4000个稳定量子比特的量子计算机理论上只需10秒钟就能完成同样的工作。同样，量子技术也能够适用于保护通信安全。
复杂的模拟能够说是量子计算机应用的一个关键方向。分子的模拟需要大量计算能力，因为原子之间的键和相互作用具有概率性，耗尽了经典的计算逻辑。根据量子科学家的说法，量子计算是“模拟自然，利用自然法则”。
分子规模的模拟能应用于医学(例如，创造目标药物)、能源(例如，更高效的电池)、可持续农业(例如，肥料)，甚至开发捕获大气中二氧化碳的过程。
最后，量子计算机对于无人驾驶车辆所需的优化任务很有用。有了完全自主的车队，理论上应该能根据出发地点和目的地点优化每辆车的行程。传统算法可以在有限车辆数量的情况下运行，但超过几百辆车和行程，传统计算能力将基本饱和。优化对于能源部门来说也极为关键，在电动汽车激增的情况下，电力网络的发展和电力消耗的管理至关重要。
考虑到任旧存在巨大的科学和技术不确定性，量子技术的商业影响将跟着时间的推移而展开和沉淀。根据波士顿咨询集团的报告，预计量子计算将在未来25年里走向成熟。量子计算机的特殊民用应用可能会在未来10到15年内发展起来，一台能够打破当前加密算法的量子计算机将在2040年前问世。
不用担心，量子计算机不会取代传统计算机。量子计算机是一种复杂而脆弱的机器，功能比通用经典计算机窄得多，不会取代主流的传统计算机：至少在最初，只会有数量很少的量子计算机，并可在云问。鉴于量子技术领域的复杂性，将他们委托给云供应商可避免公司在复杂程序开发上的投入。因此，量子计算机不会成为当前高性能计算工具的替代品，而只是对其的补充。
尽管有这些限制，量子计算将有重大的商业和金融影响。波士顿咨询集团预计，到2024年，潜在的量子计算市场将达到40亿英镑(47亿欧元)。在稍微不太乐观的情况下，量子经济发展联盟和Hyperion Research预测，从2020年开始，全球市场将每年增长27%，到2024年将达到8.3亿美元(7.01亿欧元)。
2010年代，围绕量子信息处理技术的全球竞争加速明显。比如在2014年时，英国国防部还认为量子信息处理领域对于近期的国防和安全应用来说“过于不成熟”，但到2020年6月，英国国防科学技术实验室(DSTL)称，量子技术在国家和全世界内取得的进展都超出了早期的预期，因此许多人将发展量子计算的热潮视为一场新的“太空竞赛”。
目前，就技术进步、政府战略和资金而言，量子计算领域最先进的国家是美国和中国，都已宣称掌握部分量子优势。此外，欧洲，特别是英国、德国、法国和荷兰，其进展也十分瞩目。
2018年，美国总统特朗普发起国家量子倡议，提供12亿美元的公共资金资助，最初为期5年，直到2023年。此外，还在白宫内设立了国家量子协调办公室。
除了政府之外，大型科技公司也巨资投入量子科学研究。IBM、谷歌和英特尔等大型公司在量子研究方面处于领先地位。
IBM：提出了量子计算机的第一个原理，并引入了第一台双量子比特计算机。2016年，该公司已成功模拟了一种分子结构，并以50个量子比特达到了量子霸权的理论门槛。
自2016年以来，IBM提供了一个在线量子编程接口——IBM量子体验。这样的平台提供了一个量子编程模拟器，可以访问22台IBM计算机。到目前为止，已有32.5万多名用户在该机器上注册，并根据在该机器上进行的工作发表了700多篇文章。
除了IBM，其他美国公司，如微软、亚马逊和Rigetti，以及加拿大的Xanadu，都提供容量高达65量子比特的小规模量子计算芯片组的在线服务。说到内部机器，以IBM为首的美国公司已经建造并出口了量子计算机原型。
IBM的策略是让其技术能在网上获得，以鼓励尽早采用其产品，并已经向德国和日本出口了第一台商用量子计算机(目前仍处实验阶段)，即20量子比特量子系统一号，以推动其量子研究和开发。IBM目前正在努力制造一台稳定的量子计算机，到2023年可处理1000多个量子比特。
中国寻求利用量子网络来确保最敏感通信的安全。在奥巴马计划进入该领域的同时，中国已将量子列为2030年前开发的主要科技优先事项的一部分。
官方多个方面数据显示，2013-2015年，中国在量子科学上的支出超过3.02亿美元。
英国是欧洲在量子技术的重要参与者。政府通信总部(GCHQ)负责人在2021年4月建议，英国必须发展量子计算领域的“主权能力”，以应对亚洲大国的网络威胁。
2013年，英国启动了国家量子技术计划。政府计划在第一阶段(2014-2019年)投资4亿英镑(4.67亿欧元)，在第二阶段投资3.5亿英镑(4亿欧元)。
2021年6月，鲍里斯·约翰逊宣布，创建一个由首相担任主席的国家科学技术委员会，以及一个设在内阁办公室的新的科学技术战略办公室和一个新的国家技术顾问角色。国家量子计算中心正在建立，并将于2023年开放。
2020年9月，英国政府通过了一项1000万英镑的协议，与总部在美国的Rigetti公司合作，建造英国第一台商用量子计算机。
2021年7月，总部在英国的初创公司牛津量子电路公司(Oxford Quantum Circuits，OQC)宣布，该公司推出了该国首个完全使用其专有技术构建的商业“量子计算即服务”。2017年，该公司开发了一个9量子比特系统。
2020年6月，德国政府宣布开展刺激性投入，其中将在5年内投资20亿欧元用于量子技术探讨研究。原先，政府只计划在2018-2022年期间投资6.5亿欧元。此外，巴伐利亚州最近也向“量子谷”投资了3亿欧元。
2021年6月，德国总理安格拉·默克尔反思了这样一个事实，即量子计算可以在我们“技术获取和数字主权”的努力中发挥关键作用，因为德国和欧洲发现了自己处于“很激烈的竞争”下。默克尔希望促进德国量子技术的开发和生产，以形成新的产业支柱，兼顾硬件和软件方面。
在此之前，德国委托建造至少两台量子计算机。第一台机器于2021年6月在斯图加特附近的弗劳恩霍夫应用研究所亮相。这是一台IBM公司的量子系统一号计算机，是欧洲第一台此类计算机，于2021年6月安装在斯图加特附近。这将使德国研究人员能够更深入地研究未来的量子应用。选择IBM机器(以及云服务)还在于目前欧洲领先的量子公司很少，相比与支持量子硬件公司，德国更专注于开发量子技术的用途。
2021年2月，马克龙公布《量子技术国家计划》，旨在使法国成为仅次于美国和德国的世界第三大量子技术消费国。该计划预计在2021年至2025年期间，提供总计18亿欧元的公私投资(包括10亿欧元的公共资金)，用于教育和培训、研究、支持初创企业和支持产业部署和创新。
根据该战略，法国的目标是掌握决定性的量子技术，包括量子加速器、模拟器和计算机、用于量子计算的商业软件、传感器和通信系统。大部分资金将用于量子计算，NISQ和LSQ的资金总额为7.84亿欧元。
这种国家战略必须基于已经有研究和工业的生态系统，而不是从零开始建立生态系统。
阿托斯公司（Atos，总部设在法国，欧洲一流的电子企业解决方案供应商与系统集成商）已经参与了未来量子计算机的量子模拟和测试算法。2017年已经将量子计算机模拟器商业化，并能够在内存中处理多达30个量子比特。该公司向美国能源部下属的橡树岭国家实验室、美国阿贡国家实验室、CEA和英国研究实验室哈特里中心交付了模拟器。
除了大公司，近年来，法国的量子初创企业蒸蒸日上。全球260家量子技术初创企业和中小企业，几乎10%在法国。
Pasqal量子硬件公司于2019年成立，正在开发一种基于激光操纵原子的量子计算机，旨在用于高性能计算中心。在巴黎萨克莱大学光学研究所的支持下，该公司已建造了一台量子计算机，并且还收到了另外两台机器的订单，将于2023年初交付给法国的GENCI和位于尤里奇的德国研究中心，并正在开发其计算机的云功能。
另一家初创公司爱丽丝和鲍勃创建于2020年2月，从法国基金筹集了300万欧元。该公司开创性地发现了“猫量子比特”自校正量子比特，其目标是创建一台无错误的或“理想的”量子计算机。该公司计划到2026年在云上部署世界上第一台理想的量子处理器。
国际合作是科学研究的核心，对于欧洲达到在量子技术领域进行全球竞争所需的规模至关重要。自2018年以来，欧盟也将量子技术作为优先事项，并承诺在10年内为合作研究项目提供10亿欧元的共同资助。
虽然它还未达到人工智能等别的行业的规模和数量，但量子技术的初创企业正在全世界内持续增长。据估计，全球有260多家量子技术初创公司和中小企业。许多初创公司仍处于应用研究阶段，有的仍处于基础研究阶段。如果欧洲想要留住人才，就需要私人部门的投资。目前，量子初创企业的投资热潮正落入美国风险投资基金和大型数字化公司的手中。
Quantonation是一家总部在巴黎的投资基金，是世界上第一家专注于量子技术投资的基金，成立于2018年底，并于2019年为Pasqal提供资金。该公司在量子公司的早期阶段为其提供支持，但在后期阶段，其他投资基金必须接管并投资数亿欧元来帮助种子公司成长。对欧洲来说真正的挑战是不仅要确保公司不被外国资本接管，还要确保它们能够在欧洲发展壮大。
高性能计算的民主化、传统计算能力的显著提升，以及颠覆性量子信息技术的出现，正在改变政府、研究人员和私营公司。私营公司正在寻找新的方法来利用数据分析的潜力，政府正在制定战略来获得相应的技术力量，并确保其数字系统的安全，而科学家则希望在医学和应对气候变化方面取得新的发现。技术进步也有望明显降低计算机的能耗，随着使用量的持续增长，这慢慢的变成了一个更大的问题。
尽管美国长期以来主导着传统计算领域，尤其是在IBM扮演的决定性角色方面，但就市场占有率而言，中国的联想目前已成为全世界第一家高性能计算公司。如今，美国和中国在量子计算竞赛中也不分上下，双方都进行了大量投资，并取得了令人印象非常深刻的技术成就。这些增加了硬件工具开发依赖和技术依赖的风险。
正在进行的量子革命正在培育大量的参与者，从研究实验室到初创企业和投资基金，这可能会进一步在全世界内重新分配计算能力。当前技术成熟度较低，欧洲可在这一新兴领域初期占位，并在硬件和软件方面沿着量子计算的价值链发展能力。包括法国和德国在内的欧洲各国政府，以及欧盟机构，都朝着这个方向做出了巨大努力。与私人投资者一起，他们要在这种新兴且极具颠覆性技术的整个生命周期中持续投入。
华为Mate60带火问界新M7？销售人员直言“今年来最忙”，理想又开始怼了？
当代年轻父母做辅食主打的就是干净卫生营养 难吃，刚递过去一勺宝宝就吐了，厨房忙成狗，逆子吃两口一
爸爸本想着逗宝宝开心，结果不小心把床给弄塌了。没有埋怨没有责怪，大家都在开心的笑！
9月20日，安徽。大人疯狂鼓励孩子喝药，宝宝在一声声“哇”中迷失自我。网友：瞅那傲娇的小表情。视频来...
iPhone 15/15 Plus首发体验：Pro级实力认证，加量不加价
iPhone 15 Pro系列体验：升级不止「Pro」 综合表现「Max」
