源自梦想立于现实——2020年世界科技发展回顾·数字技术

　　美国人工智能（AI）技术在2020年飞速发展。面对汹涌的新冠肺炎疫情，AI显示出其强大能力，被广泛用于新冠疫苗和疗法的研发之中。中美合作开发的实验性AI工具，可准确预测哪些新冠肺炎患者病情会发展成严重呼吸系统疾病；而美国科学家开发的机器学习方法，通过筛选约2亿种化学物质，发现了数百种新冠肺炎候选药物。英特尔神经形态计算实验室研发的一种基于哺乳动物嗅觉系统的神经算法，会赋予AI设备学习并鉴别气味的本领。罗格斯大学开发出新型AI模型，可通过图像估算物体表面触觉特性；麻省理工学院研制的深度学习AI，鉴定出一种全新的抗生素；斯坦福大学开发的机器学习方法能鉴别出早期肺癌患者。

　　在5G通信及下一代通信技术研发方面，美国继续寻求全球领先地位。在5G问题上，一方面抓紧对中国华为的围堵打压，另一方面强化自身5G的建设。美国本土5G产业得益于政府推动，几大主流电信运营商在5G部署方面取得了很大进展。在更新一代通信技术研发方面，太赫兹通信和传感融合研究中心等机构正抓紧进行6G通信相关研究。Space X公司的卫星互联网——“星链”项目稳步推进，入轨卫星总数在2020年11月达到895颗；美能源部提出建立全国性量子互联网战略蓝图，希望10年内创建一个全国性的量子互联网。

　　先进计算机方面，美国虽然丢失了全球超算500强榜首“宝座”，但其在计算机技术领域的世界领先地位依然稳固。随着2020年3月能源部“酋长岩”超算项目合同的敲定，美国几个E级超算计划都将在未来几年内结出硕果。而在量子计算领域，美国也依然把持霸主地位，雄心勃勃的IBM公司9月发布了量子计算路线个量子比特的机器。政府则加大了对该领域的投入，确认未来5年将投资6.25亿美元支持全国5个量子信息科学研究中心的建设。

　　在人工智能和计算机领域，Neuralink脑机接口芯片的发布是2020年的一个重大事件，技术狂人埃隆·马斯克再次轰动世界，而对相关伦理问题和技术效果的质疑声至今不断，脑机接术未来走向如何尚有待观察。

　　2020年6月，在超级计算机的全球500强排名中，日本超级计算机“富岳”以每秒41.5万万亿次的运算速度排名世界第一，同时在模拟计算方法、人工智能学习性能、大数据处理性能等项目上也力拔头筹。11月，“富岳”再次以每秒44.2万万亿次的运算速度打破此前记录。

　　日本总务省统合创新战略推进会议2020年1月就“量子技术创新战略”发布最终报告，制定了实现量子技术创新的5大战略。7月，由日本政府牵头的大型国家项目“量子密码通信”项目正式立项，将展开4个方面的研究与开发：量子通信和加密链路技术、可信节点技术、量子中继技术和广域网构筑与运用技术。

　　东芝公司和日本东北大学利用新一代技术量子密码通信，成功进行了传送人类遗传信息完整数据的实证实验，确认了量子密码技术的实用性。容量庞大的基因组数据传送在全球尚属首次。实验东芝公司还宣布，新一代技术量子密码通信将于2020年度实现商用化。

　　日本京都大学开发出一种机器学习模型，允许通过测量神经元本身的信号来重建神经元回路。该模型具有研究大脑不同区域神经元计算差异的潜力。

　　德国2020年更新《国家人工智能战略》，在原先30亿欧元基础上再增加20亿欧元支持德国人工智能研究。德国科席会议决定投入1.33亿欧元，继续加强对人工智能能力中心和“高校教育的人工智能”进行资助。

　　由高斯超级计算中心负责协调的欧洲超算能力网络（EuroCC）于2020年9月正式启动。德国继续推进高性能计算中心网络建设，对8个高校的计算中心进行为期10年、每年6250万欧元的资助。在最新一期全球超级计算机500强榜单中，德国的3台超级计算机分别位居第7、15和16位。

　　弗劳恩霍夫协会建立5G技术测试台网络，为产业界基于5G技术的应用现实性提供鉴别服务。德累斯顿工业大学实施“超高数据速率测量平台”项目，计划研发世界最快的微芯片，为未来6G通信应用提供保障。

　　马普智能系统研究所与纽约大学合作，推出开源的四足机器人项目。这个主要由3D打印组件组成的四足机器人，易于制造且成本低廉，将有力促进机器人技术的普及发展。该研究所还开发出大小、形状和活动性与白细胞相似的微型机器人，在磁场的导航控制下能在模拟血管中快速逆行，为将来通过微型机器人将药物运送到患者病灶深处铺平了道路。

　　2020年，英国在自动驾驶技术商业化方面继续处于世界领先地位。一方面继续为自动驾驶汽车上路完善立法，在成为全球首个为自动驾驶汽车保险立法的国家之后，准备为自动驾驶汽车制定安全的道路交通规则；另一方面，继续完善自动驾驶汽车领域先进技术研发和测试基础设施建设，英国政府与产业界合作开展的自动驾驶技术研发项目已达80多个。英国通过“产业战略挑战基金”积极与工业界合作，力促制造业智能化发展。截至2020年12月，政府已向包括虚拟技术在内的沉浸式新技术研发投入3300万英镑，向数字安全软件开发和商业示范投入7000万英镑，向下一代人工智能（AI）服务等投入2000万英镑的研发经费。

　　英国研究人员利用AI技术开发了一种特殊的3D图像生成系统，不仅能发声，还能在被“触摸”时产生触觉响应，使人们向创造出“全知觉”虚拟显示器更近一步。

　　布里斯托大学成功建立了城市范围的超安全量子网络，标志着量子互联网建设道路上的一个里程碑。这一实验性网络可通过多用户间量子密码的使用来保障量子互联网的安全。新技术还可用于连接网络中的量子计算机，从而创建量子计算机云，为量子互联网更快发展和推广铺平道路。

　　萨里大学成立了专注于6G技术研究的创新中心，致力于物理世界和虚拟世界的融合，将利用高分辨率传感、地理定位和无线电技术一体化，使连接人类感官与环境，以及远程数据的数字服务达到一个新水平。

　　法国将数字化发展作为后疫情时代国家发展的重中之重，2020年在量子、云计算、人工智能等领域加大投入力度。

　　法国索邦大合欧洲其他7个大学组成的量子研究团队，用一组仅2.5厘米长的铯原子阵列，使量子存储器的存储和检索效率达到创纪录水平，向未来建立跨越洲际的大规模量子通信网络迈出关键一步。研究人员成功实现了一种新型量子纠缠交换协议，有助于未来的量子互联网中，不同平台在复杂异构环境的连接。法国和美国研究人员进行了一项全球首次的开创性实验，演示了“混合”量子网络，将两种截然不同的光量子信息编码方法结合起来，最终可实现更强大的通信和计算能力。

　　法国和德国2020年6月共同宣布，将大力支持建立名为“盖亚-X”的云计算系统，加快“欧洲云”建设，减少欧洲对美国云计算服务的依赖，增强欧洲企业数据的安全性。按照规划，首批服务和应用将于2021年初开始初步使用。

　　此外，法国高度重视数字技术的军事应用。国防部长签署成立国防创新基金，量子技术和人工智能是该基金资助的主要技术。法事伦理委员会公告，法队获准研发“超级战士”，包括使用药物、假肢和植入芯片强化士兵的大脑和体能。

　　俄罗斯政府2020年11月颁布法令，要求自2021年1月1日起，所有在俄出售的指定品类电子设备上必须预装指定目录中的国产软件，否则不得销售。俄经济发展部正在制订人工智能在卫生、交通、智慧城市、农业、工业和国防工业综合体等行业的应用战略和路线个此类政策。

　　俄罗斯移动通信系统公司（MTS）成为俄第一个获得5G牌照的公司。根据俄政府公布的数字经济发展规划，2024年前俄将实现5G信号在所有百万人口城市全覆盖。俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究院开发出用于第六代通信系统（6G）组件的新设备，将对俄罗斯6G基础设施和终端设备的进一步研究和完整的本地化至关重要。

　　俄罗斯企业开发出一款能够抓捕罪犯、识别通缉犯的机器人。这款被称为“蝎子”的自主机器人可用于场地巡逻，用摄像头向控制台传输数据。还研发出一种基于人工智能的神经网络模块，可应用于莫斯科的医疗系统，该神经网络能在3周内分析10万份莫斯科的医疗数据。

　　韩国知识产权局发布的报告显示，过去10年来，向该局申请极紫外（EUV）光刻相关专利的韩国企业数量连年增长，其中2019年的50件申请中，韩国企业提交了40个，不完全统计2020年的申请中，韩国企业提交的部分也达到国外企业申请的两倍以上。

　　韩国科学技术院研究团队参与的一项国际联合研究，开发出“非线性量子机器学习AI算法”，显示出超越需要大规模计算的现有AI技术的可能。韩国电子通信研究院和SK电信合作，开发出超低功耗NPU芯片，采用单独开关，通过每个计算单元的软件技术将AI芯片的电力消耗降低了一个数量级。

　　巴西政府制定了“数字政府战略”，为数字服务转型、统一数字渠道和发展系统间互操作性制定了指导方针。战略的主要目标包括：在单一平台上提供直观且直接的公共数字服务；推动政府数据库的整合和互操作性；落实《通用数据法》；实现数字市民身份；优化信息技术基础设施。

　　巴西参议院批准新的电信法案。该法案核心是为电信企业松绑，提升企业竞争力，从而达到提升宽带用户接入速率和普及水平、降低相应资费的目的。巴西政府积极研究通过5G技术来提高经济社会发展水平，推进数字经济。

　　政府还努力推进物联网国家规划，目标是通过物联网创新，实现私人和公共服务现代化，并促进创业和新业务的增长。该战略侧重于4大核心领域：智慧城市、医疗保健、涉农产业和制造业。

　　以色列理工大学和德国的联合研究团队，发表了利用计算机存储器进行计算的成果，这代表着开发存储器计算的重要里程碑，是计算技术方面的重大突破，将为大数据所需的更快处理和分析提供解决方案。

　　以色列哈巴纳实验室公司推出Gaudi人工智能（AI）处理器，该处理器在性价比方面比英伟达等图像处理同类产品超出40%。在快速增长的AI计算机资源消耗市场中，这是一个巨大的进步，其中每个百分比的提高都意味着成本减少和盈利增加。

　　以色列黑天鹅技术公司研发的认知操作系统ELEMENT，是一个由机器学习、自然语言处理、深度学习、神经网络和数据操作设施等多种AI技术组合的平台，能帮助企业在至关重要的领域快速开发所需的应用程序。

　　乌克兰政府2020年11月通过5G技术发展计划。为实施该计划，乌克兰将首先设立一个专家组进行研究，制定频谱发展计划。最快将于一年到一年半内发放首批运营商许可。此外，数字化转型部还计划于2021年开展5G试验，以测试设备。

　　政府12月批准了AI发展构想，并指示数字化转型部在3个月内制定实施计划。政府计划从国家预算中拨款1439万格里夫纳，在2021年至2023年实施这一构想。该构想旨在提高社会经济、科技、国防、环境和民族文化领域的竞争力。

　　乌克兰数据中心利用其在系统分析、人工智能和计算智能理论、大数据分析及实际应用领域取得的经验和成果，对过去20年来传染病大流行的周期性特征及其对全球经济和社会的影响展开研究。研究人员预测，新冠疫情造成的全球经济衰退将持续大约一年半，2021年中期将成为世界经济恢复增长的转折点。