实验室自2013年开始设置自研课题，截止到2020年度，已经资助了共四期(共计金额2910万元)，取得了不错的成绩。
2021年，实验室发布了2021-2022年度(第五期)实验室自主研究课题申请指南。依据《国家重点实验室建设与运行管理办法》(国科发基[2008]539号)，紧密围绕国家重大需求和国际前沿学科，加强课题研究的延续性，重点支持持续深入的系统性研究、探索性的创新研究和青年科技人员培育研究，旨在以研究项目为引导，凝聚力量，加强合作，促进重大标志性成果的形成，注重支持青年科技人员，鼓励实验技术方法的创新研究，提高实验室的创新能力和国际竞争力。本国重通过组织自由申请和专家评审等，择优设立和资助22项自主研究课题，包括主任基金1项、重点培育课题3项、重点研究课题10项、自由探索课题8项，执行期2年，批准金额共计695万元。课题列表如下：
| 课题号 | 课题名称 | 类型 | 负责 人 | 总经费（万元） |
| CARCH5101 | 第一性原理分子动力学的智能科学计算模型 | 主任基金 | 贾伟乐 | 100 |
| CARCH5201 | 做物端单机操作系统相关的前沿研究 | 重点培育 | 李栋 | 80 |
| CARCH5202 | 面向NVM主存优化的学习型索引研究 | 重点培育 | 陈世敏 | 80 |
| CARCH5203 | 面向西部高原环境的无人运输车的关键技术研究 | 重点培育 | 胡瑜 | 80 |
| CARCH5301 | 航空电子系统的寿命预测和健康管理技术研究 | 重点研究 | 路航 | 30 |
| CARCH5302 | 面向多核/众核处理器的性能自适应调优关键技术研究 | 重点研究 | 贾海鹏 | 30 |
| CARCH5303 | 面向超异构加速器的统一编程语言 | 重点研究 | 赵家程 | 20 |
| CARCH5304 | 容错深度学习处理器的自动化设计 | 重点研究 | 刘成 | 30 |
| CARCH5305 | 面向智能网卡的 CPU架构研究与设计 | 重点研究 | 郝沁汾 | 25 |
| CARCH5306 | 基于纠删码的大规模存储系统 AIOps若干关键技术研究 | 重点研究 | 李明宇 | 30 |
| CARCH5307 | 面向量子计算系统的软件栈、芯片架构设计及超算模拟技术研究 | 重点研究 | 刘磊 | 30 |
| CARCH5308 | 面向深度学习训练计算的高性能作业调度技术 | 重点研究 | 邵恩 | 30 |
| CARCH5309 | 计算机底层架构的协调化安全防护机制 | 重点研究 | 武成岗 | 30 |
| CARCH5310 | 集成光量子计算芯片结构研究 | 重点研究 | 臧大伟 | 30 |
| CARCH5401 | 面向分离式数据中心的全光交换架构 | 自由探索 | 李文喆 | 10 |
| CARCH5402 | 基于认知的分布式系统漏洞检测方法研究 | 自由探索 | 陆杰 | 10 |
| CARCH5403 | 基于GNN的动态网络嵌入算法研究 | 自由探索 | 王玉莹 | 5 |
| CARCH5404 | 大尺度InSAR高性能图像配准技术研究 | 自由探索 | 张维康 | 10 |
| CARCH5405 | 低温超导可重构ALU 与类脑处理器设计 | 自由探索 | 李赫 | 5 |
| CARCH5406 | 非结构化场景中多模态融合的定位建图方法研究 | 自由探索 | 李玮 | 10 |
| CARCH5407 | 面向大规模分布式应用的高可扩展RDMA体系结构研究 | 自由探索 | 杨帆 | 10 |
| CARCH5408 | 基于硬件保护机制的安全处理器结构设计 | 自由探索 | 卢天越 | 10 |
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