杏彩体育app达摩院2021年十大科技趋势出炉：量子计算、脑机接

　　通过人机协同的方式，人类将从原有的重复、繁琐、危险的工作解脱出来，更多地投入到开创性、有思想、有创意的工作中去。

　　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（GaN）、碳化硅（SiC）。

　　至于第三代半导体材料，虽然具有耐高温、耐高压、高频率、大功率、抗辐射等特性，但由于制造设备与制备工艺的不足，导致多年来一直只能在小范围内应用。

　　目前，第三代半导体已经落地应用：新能源汽车利用碳化硅功率器件，提升电能转换效率，进而提升续航；部分电子厂商推出氮化镓快充头……

　　预计到2021年，工业充电、5G高频器件、可再生能源和储能领域的电源，都将迎来第三代半导体的应用爆发。

　　其中，演示“量子纠错”的系统，必须同时达到多比特、高精度和高连接度，也就是至少需要几千个高质量、强关联的比特。

　　而在“实用优势”中，则会继续以模拟物理为主流，冷原子和量子煺火系统等模拟量子计算平台，将连同数字平台一起，继续产生鼓舞人心的进步。

　　伴随量子计算的发展，超导也将迎来新的趋势：低温电子学的成熟，将使得庞大和昂贵的室温电子学开始走向末路。

　　今年，研究人员在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材料，纯度可达99.9999%，突破了碳纳米管集成电路关键的材料瓶颈，也具备了量产的技术积累。

　　基于这种材料，研究人员还批量制备了场效应晶体管和环形振荡器电路，性能超越类似尺寸的硅基器件和电路。

　　目前，AI已经广泛应用于医疗影像、病历管理等辅助诊断场景，但在疫苗研发、及药物临床研究的应用依旧处于探索阶段。

　　来自《Nature》的一组数据显示，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，药物发现的工程量巨大，导致药品研发的临床前研究阶段，一般需要耗时3至6年。如果将AI与药物筛选结合，可以大幅度减少化合物筛选的时间消耗。

　　例如，在研发的疫苗中添加化合物，以提升功效、更好地刺激产生抗体的过程，就可以利用AI合成、对比筛选，快速找到优质的候选化合物。

　　这样将AI与疫苗、药物临床研究进行结合，可以减少重复劳动与时间消耗，提升研发效率，极大地推动医疗服务和药物的普惠化。

　　目前，虽然离实用化还有很远，但作为新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，脑机接口对神经工程的发展起到了重要的制程推动作用。

　　例如，在控制机械臂等方面，脑机接口将帮助提升应用精度，将为神智清醒，思维健全，但口不能言、手不能动的患者提供精准康复服务。

　　随着云计算的发展、数据规模持续指数级增长，传统数据处理正面临存储成本高、集群管理复杂、计算任务多样性等巨大挑战。

　　人工智能和机器学习手段，正逐渐被广泛应用于智能化的冷热数据分层、异常检测、智能建模、资源调动、参数调优、压测生成、索引推荐等领域。

　　云原生架构，充分利用了云计算的分布式、可扩展和灵活的特性，更高效地应用和管理异构硬件和环境下的各类云计算资源。

　　如果将网络、服务器、操作系统等基础架构层高度抽象化，降低计算成本、提升迭代效率，将能大幅降低云计算使用门槛、拓展技术应用的边界。

　　目前，以物联网、人工智能、云计算等为代表的数字技术，正在与农业产业深度融合，打通农业产业的全链路流程。

　　而依靠大数据分析与人工智能技术，快速对海量领域农业数据进行处理，还能实现农作物监测、精细化育种和环境资源按需分配。

　　同时，通过5G、物联网、区块链等技术的应用，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全可靠。

　　受实施成本和复杂度较高、供给侧数据难以打通、整体生态不够完善等因素限制，目前的工业智能仍以解决碎片化需求为主。

　　特别是汽车、消费电子、品牌服饰、钢铁、水泥、化工等具备良好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应用。

　　但在新冠疫情防控中，一些所谓的智慧城市，开始暴露问题，由于“重建设、轻运营”所导致的业务应用不足现象，也尤为明显。

　　在这样的背景下，城市的管理者，希望通过运营中心盘活数据资源，推动治理与服务的全局化、精细化和实时化。

　　在数字孪生基础上，智慧运营中心将统一城市系统、并提供整体智慧治理能力，进而成为未来城市的数字基础设施。

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