JUPITER超算展示百亿亿次科学新突破

AI 前沿2026年6月21日· 原作者：Chris Porter· 5 分钟阅读0 阅读

欧洲首台百亿亿次超算JUPITER在ISC大会上展示了四项突破性成果：细胞级人脑图谱、千米级地球气候模拟、6G网络AI系统以及50量子比特通用量子计算机模拟。这些项目证明，基于NVIDIA Grace Hopper芯片的JUPITER正将科学计算推向新高度。

JUPITER 是欧洲首台百亿亿次超算，位于德国于利希研究中心，搭载 NVIDIA Grace Hopper 超级芯片和 NVIDIA Quantum-X800 InfiniBand 网络。过去一年，它已经忙碌地完成了一系列突破性研究。

本周，国际超算界齐聚汉堡 ISC 大会，四个在 JUPITER 上运行的项目展示了百亿亿次计算的真正能力：绘制细胞级人脑图谱、以1公里分辨率模拟全球气候、为下一代无线网络构建 AI 系统，以及模拟一台通用50量子比特量子计算机。

“有了 JUPITER，欧洲不仅进入了百亿亿次时代，更在全球所有系统中领导了最广泛的科学和 AI 应用。”于利希超算中心主任、法兰克福大学教授 Thomas Lippert 说。

以下四个项目有一个共同点：此前硬件无法处理的科学问题，如今在百亿亿次级别上变得可行。

人脑基础模型

于利希脑图谱项目——由于利希神经科学与医学研究所主导，合作伙伴包括 Helmholtz AI、合作医院及其他 Helmholtz 机构——开发了 CytoNet，这是一个用于脑微结构分析的基础模型。

人脑的复杂性令人惊叹：860亿个神经元，约100万亿个连接。此前，单神经元分辨率下理解脑功能遥不可及。

研究由神经科学家 Katrin Amunts 和计算机科学家 Christian Schiffer 领导。模型从细胞尺度的大脑图像数据中学习，构建将单个细胞结构与大脑整体组织和功能模式联系起来的图谱。

训练在 JUPITER 上仅用不到5天完成，使用了21个死后大脑的6.5 PB数据，分布在4096个 NVIDIA Grace Hopper 超级芯片上。相关论文已在 arXiv 上发表。

“我们不仅用 AI 分析大脑，更在构建一个能自主思考实验的智能体。”于利希研究中心 INM-1 主任、海因里希·海涅大学脑科学教授 Katrin Amunts 说，“这改变了神经科学的未来，而 JUPITER 让这句话在今天成为可能。”

团队的下一步是构建一个面向脑研究人员的 AI 智能体——整合多模态推理、语言界面和问答能力，使用包括 NVIDIA Nemotron 3 120B 在内的开放模型，最终实现帮助科学家直接查询脑数据的 AI 助手。

千米级气候模拟

一种新颖的 ICON 配置——由苏黎世联邦理工学院、德国气候计算中心（DKRZ）、于利希超算中心（JSC）、马克斯·普朗克气象研究所、NVIDIA、瑞士国家超算中心（CSCS）及汉堡大学共同开发——在去年11月 SC25 大会上获得了气候建模戈登·贝尔奖。

突破不仅在于分辨率。ICON 是首个以1公里分辨率模拟耦合地球系统的模型，涵盖海洋、大气、陆地、生物地球化学和完整碳循环，各组件间交换碳元素。它可以模拟并可视化完整的生态系统，如浮游植物爆发和浮游动物摄食。此前的系统只能模拟部分组件，而 ICON 能运行全部。这使得地球模拟首次达到如此精细而完整的程度。

在 JUPITER 上使用20,480个 NVIDIA Grace Hopper 超级芯片运行时，该模型将约146天的真实气候模拟压缩到24小时计算时间内，创下了全球气候模拟的世界纪录。NVIDIA 参与 ICON 社区已超过十年。

“我们的模拟解析了塑造海洋生态系统并调节海洋碳吸收的精细尺度风、海洋涡旋和上层海洋混合。”马克斯·普朗克气象研究所计算基础设施与模型开发组组长 Daniel Klocke 说，“在全球1公里分辨率下，这些相互作用直接来自物理定律，而非近似估计。这让我们以前所未有的视角看到大气、海洋和生物圈如何协同工作，从而理解驱动气候变化的过程。”

6G 获得百亿亿次伙伴

今年3月，爱立信与于利希研究中心宣布合作，为5G的持续演进和6G网络开发 AI——以 JUPITER 作为大规模 AI 模型训练与测试的计算引擎。

该合作针对脑启发架构，旨在以更低的能耗处理复杂的网络操作。研究重点包括爱立信无线和核心网络的 AI 模型、利用神经形态方法在无线边缘实现低能耗 AI 推理，以及借鉴 JSC 百亿亿次工作的模块化超算架构概念。

打破量子纪录

于利希超算中心（JSC）的研究人员与 NVIDIA 应用实验室联合运行，首次完全模拟了一个通用50量子比特量子计算机，超越了此前的48量子比特纪录。

这一模拟得益于 JUPITER 的 NVIDIA GH200 Grace Hopper 超级芯片紧密耦合的 CPU-GPU 内存架构——允许超出 GPU 限制的数据无缝溢出到 CPU 内存，性能损失极小。这使得 JUPITER 能够容纳远超单个 GPU 内存的量子态，从而将模拟推过48量子比特纪录。

目前，这种模拟是量子研究最强大的工具：今天的量子硬件尚无法在有意义的问题上超越经典计算机，因此在最大规模上模拟量子计算机，是研究人员设计和压力测试未来硬件算法的方法。

这一强大的量子模拟器 JUQCS-50 将通过 JSC 的量子计算机用户设施 JUNIQ 开放使用，由 JSC 主任、科隆大学教授 Kristel Michielsen 领导。JUQCS-50 将欧洲首台百亿亿次系统变成了未来量子-GPU 超算的强大试验台。