进入21世纪以来，高性能计算已成为一个国家科技发展中不可或缺的支撑工具，它与传统的理论研究和实验室实验一道被称为科学研究的三大“支柱”。不过，随着新峰值计算的突破，“三座大山”似乎也越来越难以逾越：现有体系结构下的计算系统实际应用性能仅有峰值性能的5%-10%；用户无法自主参与计算资源的配置和计算过程的控制；高性能带来高耗能，例如谷歌的云计算中心日耗电量与整个瑞士日内瓦城相当。如果没有技术突破，被誉为“超级计算机界下一顶皇冠”的E级计算机系统功耗可能超过50兆瓦。　　

　　有没有可能彻底甩掉“包袱”？位于印度尼西亚苏拉威西岛水域的一种章鱼，给了我国科学家启发。这种被称为拟态章鱼的生物，在遇到危险时，可以综合运用色彩、纹理、外观和行为来模拟15种海洋生物，从而提升了攻击与防御行动的有效性。其实，不仅仅是章鱼，海鸥在起飞、翱翔和着陆的时候，也是姿态各异。　　

　　能不能让计算架构也随需“变形”呢？从2007年开始，国家数字交换系统工程技术研究中心主任、中国工程院邬江兴院士融合仿生学、认知科学和现代网络技术，首次提出了用功能等价条件下的变结构计算解决高耗能处理的问题，即“拟态计算”的概念，并联合国内多家科研单位，从理论研究、算法分析、技术实现入手，开始了艰难的探索。这一创新理论得到了科技部和上海市科委的大力支持，被纳入到国家863计划部市合作项目进行重点科研攻关。　　

　　2013年9月，以拟态计算为核心理念设计的世界首台拟态计算机原理样机一经问世，就高票入选由两院院士评选出的“2013年度中国十大科技进展新闻”。测试表明，拟态计算机“依靠动态变结构、软硬件结合实现基于效能的计算”，能效比一般高性能计算机可提升十几倍到数百倍。  

　　今年6月1日，美国推出了电子复兴计划，旨在推动芯片向超摩尔定律方向发展。其实早在10年前，科技部和上海市科委已经部署“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”，启动“拟态计算”基础研究，可谓布局在先。基于此，邬江兴院士带领核心团队又创造性地提出了拟态防御思想，将“变结构计算”演绎为“变结构防御”，联手复旦大学、浙江大学、上海交通大学、中科院信息工程研究所等十余家科研院所和中兴通讯、烽火通信等国内信息技术企业，挑战网络安全问题。　　

　　2016年，“Web服务器拟态防御原理验证系统”和“路由器拟态防御原理验证系统”在上海研制成功。在长达6个月的多轮测试中，无论是采用黑盒测试、白盒测试、渗透测试、对比测试等传统攻击手段，还是人为预置后门、注入病毒木马等非常规手段，没有一次攻击能冲破拟态防御系统所守护的网络空间，达到理论预期。

　　目前我国原创的拟态技术已经走上产业化道路，专家认为，这一技术有望成为网信技术与产业发展的又一风口，将助推我国新一代信息技术和产业实现“换道超车”。