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 信息技术领域的重要进展和趋势

2019-12-12 14:18:58


近期,中国科学院院长白春礼发表演讲,对信息科技、生命健康、基础研究三个重点领域的进展和趋势作出分析和展望。他表示:“在当前百年未有之大变局下,科技创新已成为影响和改变未来世界发展格局的关键力量。信息科技、生命健康、基础研究是三个重点领域。”在信息技术领域的重要进展和趋势主要有以下几方面:

一是以芯片和元器件、计算能力、新一代信息网络为核心的技术加速发展,推动加快进入万物互联时代。

人类社会(人)、信息空间(机)、物理世界(物)实现无缝智能融合,为各种工作和生活需求作出全方位智能响应。这一切将全面重塑世界发展格局,使人类文明继农业革命、工业革命之后迈向新的智业时代。

硅基芯片和元器件是信息技术发展的基石,其制程工艺不断提高,处理速度越来越快、存储能力越来越强、能耗越来越低。目前7纳米芯片已开始应用,5纳米芯片已开始试产,3纳米芯片也正在研发中。但硅基芯片的制程工艺已经逼近物理极限,摩尔定律面临失效风险。碳基纳米材料,特别是石墨烯和碳纳米管材料,被认为是最有希望取代硅从而延续摩尔定律的半导体材料之一。碳基器件相比传统硅基器件具有 5~10倍的速度和能耗优势,可以实现 5nm以下的半导体技术节点,满足 2020年之后新型半导体芯片的发展需求。当前碳基ICT技术主流研究方向主要包括,石墨烯、碳纳米管、碳化硅等。

超级计算是信息技术发展的重要基础。当前,全球超算强国都在研制下一代E级超算(每秒百亿亿次)。量子计算也是各国高度关注的战略制高点。一台操纵50个微观粒子的量子计算机,对特定问题的处理能力可超过神威太湖之光超级计算机。中国科技大学研制出了世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机。今年初,IBM 也研发出可以脱离实验室环境运行的量子计算机。谷歌开发出54量子比特数的量子芯片,该芯片支持的量子计算机完成一个随机数字采样100万次的任务只需要200秒,而世界最强超算Summit需要1万年。当然对于这一成果各界还有不同的看法,真正意义上的通用量子计算机出现还有很长的路要走。

新一代网络通信技术发展也进入快车道。2012年6月6日,全球IPv6网络正式启动。IPv6的地址长度为128位,是IPv4的4倍,其地址数量近乎无限。5G通信技术已经开始大规模应用,其数据速率是4G的百倍以上,传输延迟在1毫秒以下,能够支持在一平方公里内连接100万台设备。在这些明显的技术优势帮助下,5G可以随时随地实现万物互联,成为数字经济乃至数字社会的“神经系统”。

进入万物互联时代,人类社会(人)、信息空间(机)、物理世界(物)实现无缝智能融合,为各种工作和生活需求作出全方位及时智能响应,将全面重塑世界发展格局,使人类文明继农业革命、工业革命之后迈向新的智业时代。

二是人工智能作为引领带动新一轮科技产业变革的战略性技术,将对产业结构、产业形态以及社会生活带来决定性影响。

谷歌阿尔法围棋在深度学习方面的关键性突破,掀起了人工智能发展的新一轮热潮。未来10年,全球人工智能产业将进入高速增长期。麦肯锡公司预测,到2030年,约70%的公司将采用人工智能,人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。

现在,专用人工智能在单项测试、大规模图像识别和人脸识别中,已经超越人类。随着材料、制造、动力、传感、控制等相关技术的不断发展,硬件的成本大大降低,人工智能已经进入工厂和普通消费者周围。各种智能终端、智能服务、可穿戴设备不断推陈出新,各种家政机器人、情感陪护机器人、娱乐机器人等正走进我们的生活。

通用人工智能总体发展仍处于起步阶段,也是下一代人工智能重点突破的方向。通过将人的作用或认知模型引入人工智能系统中,人机协同可以更加高效地解决复杂问题,逐步实现人机混合智能。通过大幅提高机器智能对环境的自主学习能力,逐步实现自主智能系统。

三是大数据作为信息社会的战略性资源,成为科技和产业竞争发展的制高点。

越来越多的人认识到,大数据具有可以反复使用、不断增值的特点,蕴藏着巨大的价值和潜力,是与自然资源、人力资源一样重要的战略资源。据国际数据公司统计,目前全球数据总量每年都以倍增的速度增长,预计到2020年将达到44万亿GB,中国数据量将占全球近20%,大数据将带动全球GDP增长超过2%。

一方面,大数据作为新兴产业,数据采集、数据分析、数据服务已经成为信息产业中最具活力、发展迅速、潜力巨大的细分市场,相关的硬件制造和软件开发也吸引了更多资金和研发投入。另一方面,大数据与现有产业实现深度融合,几乎应用到每个产业领域,加快推动了相关产业的转型升级,使得生产更加绿色智能、生活更加便捷高效。

围绕大数据应用形成新的、多样化的创新生态链,推动了共享经济的蓬勃兴起和发展,重塑了传统产业的结构和形态,催生了众多的新产业和新业态新模式,也给我们的衣食住行带来了根本改变。麦肯锡预测,医疗领域未来10年因采取大数据技术,将减少2/3的医疗开支。大数据在人工智能与先进制造、自动驾驶、金融与商业服务、医疗与健康管理、科学研究等领域都有着广泛的应用前景;在社会保障、突发事件监测预警、信用评估、城市管理等方面,发挥越来越重要的作用。

四是区块链作为信息技术发展的新方向,将为经济社会数字化转型提供强大动力。

区块链技术作为比特币的底层技术被大众所熟知。它是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等多种技术的集成应用,可以实现信息的公开透明、不可篡改、不可伪造、可追溯,无需第三方背书,其广泛应用将显著降低整个社会的交易成本、提升运行效率,因而受到各国的高度重视。

围绕区块链技术,共识算法、加密算法等底层核心技术不断取得突破,与人工智能、大数据、物联网等技术深度融合,将进一步提高其技术性能的可用性、安全性,加快其跨入大规模商业化应用阶段的速度,令其成为数字经济进一步深化发展的重要增长点。比如在供应链管理方面,区块链技术保证了交易可追溯和数据不可篡改,可以有效避免交易纠纷,提升整体运行效率。在税务管理方面,应用区块链技术构建的“税链”网络,真正实现“交易即开票”“开票即报销”,可以大幅降低税收征管成本,有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。

我国在区块链的发展和应用方面具有自己的特点和优势。我国移动互联网用户数量巨大,在线支付应用普及,在数字货币、供应链、数字政务、社会公共服务等多个领域已有一定的应用基础,未来有很大的应用前景。近期,中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行了集体学习。习近平总书记在主持学习时强调,要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,明确主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批关键核心技术,加快推动区块链技术和产业创新发展。

来源:新华网

 

 

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