http://m.007sbw.cn 2020-01-02 15:26 來源:《中國科學(xué)報》
伴隨我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)界積極擁抱新機(jī)遇,加速布局5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等領(lǐng)域,推進(jìn)技術(shù)在各領(lǐng)域落地生根。
1994年,中國接入國際互聯(lián)網(wǎng)之前,互聯(lián)網(wǎng)世界難覓中國用戶的身影;轉(zhuǎn)眼25年過去,2019年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國網(wǎng)民數(shù)量突破8億,約占世界互聯(lián)網(wǎng)用戶的1/5。
急速攀升的數(shù)字背后是信息技術(shù)的崛起和發(fā)展,信息技術(shù)深刻地改變了人類的生產(chǎn)、生活方式。在剛剛過去的2019年,信息技術(shù)逐步指引我們從信息化走向數(shù)字化,展望未來,又有哪些領(lǐng)域有望實現(xiàn)新的突破?
熱門應(yīng)用:持續(xù)推進(jìn)數(shù)字化
2019年應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)了幾個熱詞,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈,這些技術(shù)推動了應(yīng)用領(lǐng)域由信息化向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
過去這一年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面,其網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)識解析體系也逐步成為信息網(wǎng)絡(luò)空間新型的基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,企業(yè)外網(wǎng)的部署和應(yīng)用創(chuàng)新建設(shè)取得成效,中國聯(lián)通正在建設(shè)物理隔離的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(CUII),計劃覆蓋全國300多個城市;中國移動也在探索相關(guān)工作,為低成本和靈活配置的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)提供支撐。內(nèi)網(wǎng)方面,相關(guān)改造進(jìn)入深水區(qū),面向未來垂直行業(yè)的新技術(shù)研究和部署協(xié)同推進(jìn)。
從產(chǎn)業(yè)看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識體系產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步建立,頂級節(jié)點已實現(xiàn)互聯(lián)互通,標(biāo)識技術(shù)也與多種運(yùn)營系統(tǒng)等技術(shù)進(jìn)一步融合,整個公共服務(wù)體系穩(wěn)步推進(jìn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)如火如荼。2019年10月信息基礎(chǔ)設(shè)施再添成員,區(qū)塊鏈這項“老”技術(shù)又豐富了應(yīng)用的餐桌。中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所所長何寶宏表示,盡管區(qū)塊鏈還有很多不確定性,但發(fā)展趨勢明顯,區(qū)塊鏈正在成為連接可信數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò),在供應(yīng)鏈、司法等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,有望成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
2019年沒有哪項應(yīng)用能像5G一樣光芒四射,因此也被認(rèn)為是5G商用元年。5G大帶寬、低時延、多鏈接的特點催生眾多行業(yè)需求。
華為中國區(qū)副總裁曹澤軍介紹,5G并不是孤立的技術(shù),而是與諸多ICT產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合到一起,共同推動應(yīng)用的發(fā)展。截至目前,已涌現(xiàn)出幾個熱門技術(shù)應(yīng)用:5G+超高清視頻行業(yè)、虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實 、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G+自動駕駛等。超高清視頻行業(yè)、虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實有望嘗到5G的首批紅利。
為了進(jìn)一步推動5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,2019年11月工信部印發(fā)了《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》,旨在突破一批面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特定需求的5G關(guān)鍵技術(shù),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。青島海爾工業(yè)智能研究院技術(shù)院長石恒介紹,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合企業(yè)投入和產(chǎn)出雙要素構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò),能夠幫助制造業(yè)企業(yè)快速提升智能制造的水平。
目前,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還處于產(chǎn)業(yè)探索期,存在一系列的問題,如數(shù)據(jù)可信性、數(shù)據(jù)安全性和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性等,限制了行業(yè)的發(fā)展。
中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副所長萬屹表示,5G+自動駕駛的討論很多,但目前來看,自動駕駛不僅面臨技術(shù)瓶頸,同時還涉及到路面基礎(chǔ)設(shè)施、道路管理、投資回報難以確定、運(yùn)營模式不夠清楚等問題,加之用戶需求并不迫切,無人駕駛車上路還有相當(dāng)一段距離。
不過,萬屹表示,基于5G車聯(lián)網(wǎng)的娛樂類應(yīng)用會最先成熟。此外,危險環(huán)境下采取有限的自動駕駛等應(yīng)用也更容易實現(xiàn)。
中國信息通信研究院預(yù)測,未來5年,我國將全面建成覆蓋城鄉(xiāng)的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。在用戶數(shù)方面,預(yù)計2024年全球5G用戶將接近12億,而我國5G用戶將超過7億。曹澤軍表示,隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷完善,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,5G將全面賦能工業(yè)、交通、能源、醫(yī)療及經(jīng)濟(jì)社會等各個領(lǐng)域,推動生產(chǎn)、生活方式的新一輪變革。
人工智能:呈現(xiàn)算力定制趨勢
信息技術(shù)領(lǐng)域最核心的兩大技術(shù)體系,一是通信,二是算力。中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所副所長魏凱表示,我國在通信設(shè)備制造方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢,再攻克算力,“整個信息通信的技術(shù)體系就站在世界前沿了”。
隨著場景的不斷深入,算力正在進(jìn)入定制化時代。魏凱觀察到,目前很多企業(yè)擁有了從人工智能(AI)切入芯片領(lǐng)域的能力,今年智能物聯(lián)、移動終端、語音、自動駕駛等領(lǐng)域企業(yè)紛紛推出支持AI算力的定制化芯片,很多軟件公司也都加入到定制人工智能芯片的行列中,應(yīng)用的牽引正在引導(dǎo)芯片深入發(fā)展。
2019年,國內(nèi)外芯片廠商發(fā)布了30多款A(yù)I芯片,僅8月份就有9款,數(shù)量增長非常明顯。曹澤軍表示,人工智能目前的發(fā)展靠底層數(shù)據(jù)支撐,靠深度學(xué)習(xí)取得效果??梢哉f,是算力和數(shù)據(jù)推動了這一波人工智能浪潮的崛起。
魏凱認(rèn)為,雖然中國已經(jīng)有寒武紀(jì)、華為等超過20家的AI芯片設(shè)計企業(yè),并正在對人工智能算法展開應(yīng)用層面的嘗試,但相對成熟的產(chǎn)出較少。未來急需增加人才梯隊建設(shè),特別是吸納一批數(shù)學(xué)人才加入算力開發(fā)陣營。
量子技術(shù):靜待“花開”
2019年下半年可謂驚喜連連,眾多應(yīng)用橫空出世震驚世界,量子計算機(jī)是其中閃眼的一個,并引發(fā)了人們對“量子霸權(quán)”的思考。
“量子霸權(quán)有一定的合理性,但是量子霸權(quán)的實現(xiàn)還需要時間。” 中國信息通信研究院博士賴俊森說。
賴俊森舉例,通用量子計算機(jī)可用于解決普適性問題,需在編碼、算法和軟件等方面進(jìn)一步提升,業(yè)界普遍認(rèn)為仍需10年以上時間;專用量子計算機(jī)用于解決經(jīng)典計算難以處理的特定問題,未來3~5年有望在優(yōu)化、模擬、人工智能等領(lǐng)域取得突破,并探索實際應(yīng)用。
除了量子計算,量子信息技術(shù)還包含量子通信和量子測量。從全球發(fā)展趨勢來看,近兩年全球科技大國紛紛加大對量子計算相關(guān)研究的支持力度。在美國于2018年底、2019年初提出的《國家量子計劃法案》中,將基于量子的安全通信以及量子互聯(lián)網(wǎng)列為量子技術(shù)的四大重點應(yīng)用領(lǐng)域之一。在2018年和2019年,歐盟宣布正式啟動其“量子旗艦計劃”,并成立量子因特網(wǎng)聯(lián)盟(QIA),支持進(jìn)行量子通信終端和量子中繼器研發(fā)。歐盟還計劃2020年在荷蘭四個城市間,建立首個支持量子比特傳輸和組網(wǎng)的量子通信實驗網(wǎng)。
在我國,有關(guān)量子通信安全性的研究很多。日前,清華大學(xué)實現(xiàn)了量子通信的樣機(jī)生產(chǎn),在測試中可以實現(xiàn)文件的加密傳輸,具有一定的實用價值,但同時也存在瓶頸,需要低溫超導(dǎo)相關(guān)的探測器,樣機(jī)工程化水平仍有較大的提升空間。
賴俊森表示,量子保密通信絕對安全的概念是有爭議的,因為目前密鑰分發(fā)的速率較低,無法滿足信息業(yè)務(wù)上千兆信息速率的要求,因此還不能實現(xiàn)逐字節(jié)的加密。
此外,賴俊森認(rèn)為,量子精密測量是未來測量傳感技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,該技術(shù)可應(yīng)用于雷達(dá)、航空航天領(lǐng)域。盡管各領(lǐng)域技術(shù)成熟度和發(fā)展水平不一,量子測量設(shè)備和系統(tǒng)的集成化、芯片化將是未來長期發(fā)展目標(biāo),有望成為量子技術(shù)未來“殺手級應(yīng)用”。
值得一提的是,西方發(fā)達(dá)國家的研究已經(jīng)覆蓋了從軟硬件、基礎(chǔ)配套到下游算法和應(yīng)用的整個產(chǎn)業(yè)鏈,而中國的初創(chuàng)企業(yè)目前還處于初步啟動的狀態(tài)。賴俊森指出,實現(xiàn)應(yīng)用探索,要和航天、軍工、材料等不同行業(yè)企業(yè)進(jìn)行廣泛交流與合作,形成聯(lián)盟,聯(lián)合研發(fā),彌補(bǔ)我國應(yīng)用和轉(zhuǎn)化方面的短板。