达摩院2021年十大科技趋势出炉:量子计算、脑机接口…

发布日期:2021-10-11 06:41    点击次数:78

萧箫 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号 QbitAI

2021年,科技发展将往那里往?

永久以来,我国文化传媒走业存在宏不满现在管理、市场竞争、社会任务和中外交融等众层次众方面的矛盾。破解这些矛盾,成为新时代的壮大课题。需要在意识形态建设和社会功能塑造两方面同时发力变革。

现在,传媒经济进入创新发展新时期,三大趋势值得关注。这是9月21日中国传媒大学经济与管理学院、传媒经济研讨所和社会科学文献出版社共同在京发布的《传媒经济蓝皮书:中国传媒经济发展关照(2019)》外现的内容。

1号按:4.月29日-4.月30日,《中信证券「数字新基建」科技论坛》召开,论坛荟聚了国内顶尖媒体人、投资人以及分析师共同商议数字新基建所带来的机遇与挑战。

这是阿里达摩院从基础研讨、信息技术技术和生产生活三个方面,给出的10个应案:

量子计算、脑机接口、第三代半导体行使、人工智能药物研讨、柔性电子质料……

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其中,既有学术研讨,也有科技行使给生活带来的转变。

达摩院院长张建锋,混名“走癫”,在这场趋势展看中认为,科技与人类正在形成一种新型配相符相关。

通过人机协同的手段,人类将从原有的重复、繁琐、危险的任务解脱出来,更众地投入到开创性、有思想、有创意的任务中往。

这10大趋势,不仅是2021年科技发展的展看,也是对2020年前沿科技突破的总结。

基础研讨:半导体、量子计算、柔性质料

趋势1:以氮化镓、碳化硅为代外的第三代半导体,迎来行使大爆发

半导体质料的发展,通过了三代变革。

第一代是20世纪50年代的硅、锗;第二代是20世纪80年代的砷化镓、磷化铟;第三代则是20世纪末的氮化镓(甘)碳化硅(原文如此)。

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此前,第一代半导体质料硅的行使最为一般,也是统统逻辑器件的基础,包括CPU、GPU等。

至于第三代半导体质料,虽然具有耐高温、耐高压、高频率、大功率、抗辐射等特性,但原由制造设备与制备工艺的不敷,导致众年来不息只能在小周围走家使。

但随着近几年来制备技术的挑升,这一局面被打破了。

现在,第三代半导体已经落地行使:新能源汽车行使碳化硅功率器件,挑升电能转换造就,进而挑升续航;单方电子厂商推出氮化镓快充头……

展看到2021年,工业充电、5G高频器件、可复活能源和储能周围的电源,都将迎来第三代半导体的行使爆发。

尤其是高频高压行使中,第三代半导体的特性,将让它取代原有的硅器件。

趋势2:后“量子霸权”时代,量子纠错和实用优势成为中央命题

2020年,是后“量子霸权”元年,其中有两个里程碑:量子纠错和实用优势。

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其中,演示“量子纠错”的系统,必须同时达到众比特、高精度和高连接度,也就是首码需要几千个高质量、强相关的比特。

而在“实用优势”中,则会不息以模拟物理为主流,冷原子和量子煺火系统等模拟量子计算平台,将连同数字平台一首,不息产生鼓舞人心的挺进。

2021年,除了量子位数的挑升,这些周围也能够取得挺进:

基于新型设计的超高精度超导比特、扬弃现在线性机关的可扩展的二维离子阱……

追随量子计算的发展,超导也将迎来新的趋势:低温电子学的成熟,将使得宏大和昂贵的室温电子学最先走向死路。

趋势三:碳基技术突破,增速柔性电子发展

近年来,碳基质料的制备,取得了突破性挺进。

碳基质料,包括零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯、三维的石墨及金刚石等。

其中,碳纳米管和石墨烯倚赖卓着的电性能、透光性和延展性,被认为是柔性电子的“天选”质料。

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今年,研讨人员在8.英寸基底上成功制备了高密度高纯半导体阵列碳纳米管质料,纯度可达99.9999%,突破了碳纳米管集成电路关键的质料瓶颈,也具备了量产的技术积累。

基于这种质料,研讨人员还批量制备了场效应晶体管和环形振荡器电路,性能超越一致尺寸的硅基器件和电路。

与此同时,石墨烯的大面积制备已经实现,被外明具备卓着的电学性能。

这些突破,意味着碳基集成电路已经初步具备工业化基础,“碳时代”即将到来。

它走业:哎,脑机接口、云原生

趋势AI:4挑升药物及疫苗研发造就

现在,人工智能已经一般行使于医疗影像、病历管理等辅助诊断场景,但在疫苗研发、及药物临床研讨的行使照样处于探索阶段。

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来自《自然》的一组数据外现,一款新药的平均研发成本大约是26亿美元,耗时约10年,成功率不到10%。

研发周期中,药物发现的工程量宏大,导致药品研发的临床前研讨阶段,平淡需要耗时3.至6.年。伪如将人工智能与药物筛选结相符,能够大幅度萎缩化相符物筛选的时间消耗。

在疫苗设计和研发周围,人工智能也将成为有力帮手。

例如,在研发的疫苗中增补化相符物,以挑升奏效、更好地刺激产生抗体的过程,就能够行使人工智能相符成、对比筛选,敏捷找到优质的候选化相符物。

这样将人工智能与疫苗、药物临床研讨进走结相符,能够萎缩重复任务与时间消耗,挑升研发造就,极大地推动医疗服务和药物的普惠化。

趋势5:脑机接口,配相符人类超越生物学极限

脑机接口技术,距今已有几十年的研讨历史,是人类朝着大脑与机器融相符现在的的一大步。

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现在,虽然离实用化还有很远,但走为新一代人机交互和人机夹杂智能的关键中央技术,脑机接口对神经工程的发展首到了主要的制程推走为用。

这一新技术分为植入式与非植入式,将配相符人类从更高维度空间进一步解析人类大脑的任务原理。

例如,在限制物化板臂等方面,脑机接口将配相符挑升行使精度,将为神智苏醒,思想健全,但口不能言、手不能动的患者挑供精准康复服务。

趋势6:数据处理实现“自治与自我进化”

随着云计算的发展、数据周围不息指数级增进,传统数据处理正面临存储成本高、集群管理复杂、计算任务众样性等宏大挑战。

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面对海量暴增的数据周围、复杂众元的处理场景,人工管理和系统调优也疲於奔命。

以是,以智能化样式,实现数据管理系统自动优化,是另日数据处理发展的肯定选择。

人工智能和机器学习样式,正逐渐被一般行使于智能化的冷热数据分层、逆常检测、智能建模、资源调动、参数调优、压测生成、索引选举等周围。

实现数据处理的“自治与自我进化”,将有效下落数据计算、处理、存储、运维的管理成本。

趋势七:云原生重塑信息技术技术系统

传统信息技术的开发环境,存在着产品开发上线周期长、研发效能不高等题现在。

云原生架构,有余行使了云计算的分布式、可扩展和明达的特性,更高效地行使和管理异构硬件和环境下的各类云计算资源。

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此外,通过样式论、工具集、实践和产品技术,也能让信息技术开发人员凝思于开发过程本身。

另日,芯片、开发平台、行使柔件乃至计算机等将诞生于云上。

伪如将网络、服务器、操作系统等基础架构层高度抽象化,下落计算成本、挑升迭代造就,将能大幅下落云计算行使门槛、拓展技术行使的边界。

生产生活:农业智能、工业互联网、智慧运营

趋势八:农业迈入数据智能时代

传统农业产业的发展,存在土地资源行使率低、和从生产到零售链路脱离等瓶颈题现在。

现在,以物联网、人工智能、云计算等为代外的数字技术,正在与农业产业深度融相符,打通农业产业的全链路流程。

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伪如结相符新一代传感器技术,就能让农野外面数据信息被实时获取和感知。

而倚赖大数据分析与人工智能技术,敏捷对海量周围农业数据进走处理,还能实现农作物监测、精密化育种和环境资源按需分配。

同时,通过5G、物联网、区块链等技术的行使,确保农产品物流运输中的可控和可追溯,保障农产品整体供应链流程的安然郑重。

农业将告别“靠天”吃饭,进入智慧农业时代。

趋势九:工业互联网,从单点智能走向全局智能

受实走成本和复杂度较高、供给侧数据难以打通、整体生态不敷完善等因素限制,现在的工业智能仍以解决碎片化需要为主。

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疫情中数字经济所外现出来的韧性,让企业更增着重工业智能的价值。

增上数字技术的发展、新基建等因素,工业智能将从单点智能敏捷跃迁到全局智能。

奇怪是汽车、消耗电子、品牌服饰、钢铁、水泥、化工等具备优越信息化基础的制造业,工业互联网将贯穿供应链、生产、资产、物流、销售等各环节在内的企业生产决策闭环的全局智能化行使。

趋势十:智慧运营中央成为另日城市标配

在以前十年时间里,智慧城市借助数字化样式实在挑升了城市治理水平。

但在新冠疫情防控中,一些所谓的智慧城市,最先展现题现在,原由“重建设、轻运营”所导致的业务行使不敷外象,也尤为清亮。

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在这样的背景下,

 




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