2015年，中国第三年蝉联世界最强大超级计算机的纪录。在备受推崇的TOP500超级计算机排名中，天河二号击败了美国的“泰坦”。而且，这还是在一个只拥有全球7%超级计算机的国家（相比之下，美国占46%）取得的成就。计算能力转化为经济实力和国家安全，所以落后应该敲响警钟。这应该是我们的“斯普特尼克时刻”。1
正如奔向太空一样，“这是一场国际竞赛，”劳伦斯伯克利国家实验室副主任兼TOP500联合编辑霍斯特·西蒙说。下一个里程碑将是实现“埃萨规模”计算，这意味着每秒执行1 quintillion次计算（大约是天河二号的30倍快）。谁能率先实现这一目标，谁就可能彻底改变天气预报、设计超高效客机，并通过精准医疗治疗疾病——更不用说抢占计算能力的市场了。
西蒙说，美国曾经是无可争议的领先者，但自大衰退以来，我们的步伐（即投资）已经放缓。这并非美国独有；全球投资都在放缓。但他表示，“计算能力是以指数级时间尺度进行变革的。如果你睡上三年，你就落后两代了。”“我们睡了五年。”现在，中国可能有望在2020年代初之前率先实现埃萨规模计算。
美国曾经是无可争议的领先者，但自大衰退以来，我们的步伐已经放缓。
然而，达到埃萨规模将比取得历史性突破要困难得多。超级计算公司Cray的首席技术官史蒂夫·斯科特说，我们正在撞上“功耗墙”。“我们不能再让所有晶体管全速运转了；那样会产生过多的热量，并真的烧毁芯片。”换句话说，在能效方面的改进跟不上摩尔定律。2
斯科特说，相反，我们可能需要重新思考计算。如果我们能用大量更简单、更节能的处理器取代今天笨重的芯片，它们就能并行处理巨大的计算序列，就像驱使一群蚂蚁而不是几头贪婪的大象。但这意味要弄清楚如何将计算问题分解成微小的部分，进行独立和非顺序处理——这对软件开发者来说是一场噩梦。（这解释了为什么如此大的飞跃尚未实现。）
美国政府正在努力实现复苏，尽管速度缓慢。今年7月，奥巴马政府成立了国家战略计算计划，以重返国际赛场。“这是一种全力以赴的做法，”斯科特说。只要国会能够提供额外的资金，各机构将不再追求孤立且可能资金不足的超级计算目标。其目标是协调政府机构、学术机构和私营公司。
白宫科技政策办公室技术与创新副主任汤姆·卡利尔说：“我们现在需要开始战略性地增加我们的投资。”如果我们可以结合美国集体的智力力量，就像在太空竞赛中那样，我们可能就能率先达到所谓的“埃萨月球”。
美国政府正在努力实现复苏，尽管速度缓慢。
1. 1957年，苏联发射了第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”进入轨道，促使美国创建了NASA和DARPA，并培养了一代科学家和工程师。
2. 1975年，英特尔联合创始人戈登·E·摩尔观察到，集成电路的处理能力（即晶体管数量）每两年翻一番。
本文最初发表于 2015 年 12 月出版的《大众科学》杂志。
