国家重点研发计划“高性能计算”重点专项经过两年的战略研究及论证，于2016年正式启动。经形式审查、预评审、正式申报、视频答辩评审、项目预算评估及项目任务书签订等环节，高技术中心顺利完成了“高性能计算”重点专项首批19个项目的立项工作，对10个重点研究任务进行了部署。
本重点专项的总体目标是突破E级计算机核心技术，依托自主可控技术，研制满足应用需求的E级（百亿亿次级）高性能计算机系统，使我国高性能计算机的性能在“十三五”末保持世界领先水平。研发一批关键领域/行业的高性能计算应用软件，建立国家级高性能计算应用软件中心，构建高性能计算应用生态环境。建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环境，促进我国计算服务业发展。围绕E级高性能计算机系统研制、高性能计算应用软件研发、高性能计算环境研发3个技术方向，专项共设置了21个重点研究任务，实施时间至2020年底。
2016年，专项启动10个任务，主要包括新型高性能互连网络、E级计算机关键技术验证系统、总体技术及评测技术与系统研究、适应于百亿亿次级计算的可计算物理建模与新型计算方法、重大行业应用高性能数值装置原型系统研制及应用示范、重大行业高性能应用软件系统研制及应用示范、科学研究高性能应用软件系统研制及应用示范、E级高性能应用软件编程框架研制及应用示范、国家高性能环境计算服务化机制与支撑技术体系研究、基于国家高性能计算环境的服务系统研发等方面的研究内容。高技术中心将发挥自身的优势，组建专项管理办公室和总体专家组，对项目实施分类精准化管理，加强项目的协调互动和整体推进，确保项目任务的顺利完成。
通过专项的组织实施，“高性能计算”重点专项2016年度启动的19个项目覆盖前沿基础研究、共性关键技术研究和应用示范三个方面。
整个专项的总体项目“总体技术及评测技术与系统”将开展专项发展战略和总体技术方案的研究，研究对E级机进行评价的评测方法，研发评测系统和基准测试程序。项目还要研究并制定高性能计算相关标准。
前沿基础研究“面向E级高性能计算机的新型高性能互连网络技术研究”和“适应于E级计算的可计算物理建模与新型计算方法”2个项目。前者主要是探索适应E级计算机要求的高性能互连技术，在速度、功耗、可扩展性等方面满足E级系统互连的要求。后者研究适应E级计算的可计算建模方法和计算方法，结合超高精度医学影像重建、核聚变中的磁流体稳定性、血栓形成机理和超高建筑抗震分析等四个应用问题开展建模和共性算法的研究，并对共性算法进行优化。
E级系统全面研发开始之前的E级计算机关键技术原型系统预研方面立项3个项目，将在E级机体系结构、关键技术、系统软件和典型应用验证等方面开展探索性的研究，探索实现E级系统的可能的技术路线和手段。3个项目将采用不同的技术方案，为下一步E级系统的研发摸索经验。项目的成果也将成为遴选E级机研发团队的依据。
在高性能计算应用方面，启动了2个数值装置、4个行业与领域应用软件和一个应用软件编程框架的研发。“数值飞行器原型系统研发”项目将研发面向飞机优化设计的气动力、结构强度以及流固耦合优化等软件，形成面向飞机设计优化的数值模拟系统，并在真实飞机设计的应用中得到验证。“地球系统模式的改进、应用开发和高性能计算”项目将研发地球系统数值模拟系统，支持地球系统模式的研究和应用。4个并行应用软件覆盖复杂工程力学、流体机械设计、海洋环境数值模拟和材料科学等领域，分别针对领域问题研发并行应用软件，解决应用问题，并在数十万核的并行计算规模达到良好的并行效率。
“E级高性能应用软件编程框架研制及应用示范”项目将研发结构网格、非结构网格、无结构组合几何计算、有限元计算和非数值图计算等5个编程框架，在E级机和两台100PF高性能计算机上进行部署，支持40个并行应用软件的研发。
在高性能计算环境研发方向启动了1项国家高性能计算环境关键技术与支撑技术体系项目和5项基于国家高性能计算环境的服务系统研发项目。“国家高性能计算环境服务化机制与支撑体系研究”项目将研究国家高性能环境新的服务与运行机制及技术支撑手段，开发支持环境服务化运行的软件平台，并提升和优化环境的资源及其管理。服务系统项目包括两个行业集成业务平台项目、两个领域应用社区项目和1个高性能计算教育实践平台项目。“面向航天行业的工程力学优化设计平台研发与应用示范”和”基于自主创新的石油地震勘探行业应用平台”两个项目将针对相关行业的应用问题，建立行业业务的集成平台,提供行业用户使用。“基于国家高性能计算环境的生物医药应用服务社区”和“工业产品创新优化设计服务社区开发与应用”两个应用社区项目将研发和集成药物研发、工业产品设计方面的软件，形成领域软件资源库，开发应用社区系统软件，建立应用社区，提供服务。“基于国家高性能计算环境的教育实践平台”将研发面向大学生、研究生的高性能计算教学软件，建立提供丰富高性能计算教学资源和计算资源的平台，并向大学生和研究生提供免费的计算机时。