本周，PopSci（大众科学）杂志将深入探究一些美国最强大、最尖端的超级计算机——那些将海量数据转化为重大发现、重大技术和重大飞跃的机器。在过去的一周里，我们设法联系到了这一系列超级计算机中的每一台，了解它们在一天的特定时间内都在忙些什么。它们很乐意分享。
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认识一下 Hopper。
名称： Hopper（美国能源研究科学计算中心，劳伦斯伯克利国家实验室）
TOP500排名 8
关键数据： 系统：Cray XE6超级计算机。理论峰值性能：1.3 千万亿次浮点运算（每秒 1.3 后面跟18个零的计算次数）。内部：153,216 个计算核心，通过极快的互联网络连接。由高性能存储系统（HPSS）支持，用户在此归档其数据。HPSS系统的峰值容量为 59 PB。在10月26日，大约有98,750个文件被传输进出HPSS系统。
日期： 2011年10月27日
您在做什么？
- 模拟与惯性约束聚变反应相关的，大规模的粒子-在-细胞激光等离子体相互作用。通俗地说，这涉及到对一种聚变反应进行建模，在这种反应中，燃料靶（通常是一团氘或氚）被高能光束压缩。理解这种反应是建造那种可能为未来提供廉价、充足能源的聚变反应堆的关键，而且在 Hopper 上进行模拟比在实验室里容易得多。这类等离子体反应的温度几乎和太阳一样高。
- 基准测试。像 Hopper 这样的超级计算机非常强大，以至于 NERSC 和其他超级计算实验室的团队有时不得不退一步，运行专门用于更好地理解其计算机的任务，从而了解如何最好地将其用于科学家感兴趣的应用。今天，Hopper 正在利用它自身计算能力的一小部分来测试其计算能力。这是每台超级计算机都必须完成的一项重要工作，以确保其以最佳性能运行，并使其核心得到最有效的利用。
- 超新星模拟。您是否曾想过恒星爆炸时是什么样子？Hopper 也一样。今天，研究人员正在运行超新星模型，以更好地理解恒星走向其辉煌死亡的机制，并由此将几乎所有重元素播撒到宇宙中。凭借其巨大的光度，超新星通常充当“标准烛光”——宇宙中的参照点，天文学家可以通过它们来测量距离以及宇宙的膨胀速率。N E R S C 在20世纪90年代进行的计算在今年的诺贝尔物理学奖中发挥了核心作用，该奖项是为表彰发现我们的宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀而颁发的。这引发了一系列关于所谓的驱动这种加速的暗能量性质的全新问题。Hopper 今天仍在探索这些问题。
- 更多等离子体/聚变科学。等离子体科学与创新中心是一项学术合作项目，旨在实现对能够实际容纳高能聚变反应的约束装置进行更好的模拟，从而为所有人提供廉价且超级清洁的能源。当然，这并不容易（参见上方关于接近太阳温度的描述）。聚变能源是技术领域的圣杯，今天 Hopper 正在追寻它。
- 探究原子的基本性质。更具体地说，Hopper 正在深入研究原子核和量子色动力学，这是一个描述原子核基本结构以及将质子和中子结合在一起的力的理论框架（称为强核力）。如果同种电荷会相互排斥，那么为什么由带正电的质子组成的原子核不会分崩离析？夸克和胶子是如何首先结合在一起形成质子的？这是正在此处、此刻发生的、具有突破性的核物理研究。
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