机器|华为战略研究院院长周红:面向未来的科学假设与商业愿景( 二 )


ICT技术可以帮助建设绿色可持续发展的环境 , 例如进行高效的能源变换和调度、设计低成本、高效率的能源转换催化剂、储能材料 。
在虚实融合的数字世界上 , ICT技术还能帮助建立“远在天边、近在眼前、身临其境”的体验 , 丰富人们的生活、帮助人们学习成长、帮助各行各业在数字世界快速迭代改进等 。
全球数字化超越“十年百倍”的发展

在这么多的需求驱动下 , 全球数字化正以指数速度增长 。
例如全球的移动宽带数据流量 , 从2010年的每月0.24艾字节(EB) , 增长到2020年的每月60艾字节 , 在10年时间中增长超过250倍 。
中国的移动宽带数据流量 , 从2010年的每月0.033艾字节 , 发展到2020年的每月13艾字节 , 增长超过400倍 。
面向未来 , 我们认为数字技术将以超过十年百倍的速度增长 , 数字化将促进人和社会加速发展 。
从另一方面 , 我们也看到 , 现有的很多理论和技术都是几十年前甚至一百多年前提出的 , 基于这些理论和技术的应用已经开始遇到瓶颈 , 例如通信领域的奈奎斯特采样定理和香农定律、计算领域的可计算性理论和冯·诺依曼架构、半导体领域的摩尔定律等 , 希望有新的假设和愿景来牵引突破 。
为此 , 我们提出面向未来的4个科学假设和商业愿景 , 希望与学术界、产业界一起共同探索 , 开展面向未来的研究 。
一:拓展认知的边界 , 物质与能量、现象与规律

首先是探索基础科学和前沿技术 , 拓展我们认知的边界 。 尤其是物理、化学、生物等领域的突破 , 将使我们能够更好地发明新分子、催化剂、蛋白质等材料和器件 , 以及新的装备和新工艺 。
有一次 , 我和一位量子科学家讨论 , 怎么把光子、量子存起来?他在1993年就提出了量子存储概念的时候没人相信 , 大家可能会想 , 能用一个瓶子把光存起来吗?存储量子的操作不会影响它的状态?直到1998年 , 哈佛Hau等人用电磁感应透明现象将光子速度降到17m/s , 2000年 , 她们成功地把光子“冻结”了一分钟时间 。 2006年帝国理工的Pendry等人提出可以用类似“光子黑洞”的思路来束缚住光 , 让其无法离开 。 目前已经有很多办法来可以实现量子存储 , 从而更好地支持量子通信和量子计算 。
为了降低半导体器件的功耗、提升可靠性 , 我们和科学家合作 , 分析半导体器件中的热机理 , 看看能不能构造出有利条件 , 加快“光声子”变成“声声子” , 从而减少栅极与漏极之间热点的形成 。
现在很多超导量子计算机采用毫开尔文的温度 , 一些科学家在进一步探索 , 用激光来冷却原子 , 从豪开尔文降低一百万倍温度到纳开尔文 , 接近绝对零度的温度极限 , 看看能不能发现更复杂的量子现象 。
未来 , 物质的特性能不能通过计算预测出来 , 而不用靠漫长的试验来进行摸索?答案是可能的 。 例如采用USPEX计算方法 , 目前用100万核时的算力 , 可以计算出小于200个原子组成的分子的主要特性 。 2017年 , 科学家通过计算发现了超硬五硼化钨的结构 , 解决了困扰科学界近60年的难题;2019年科学家通过计算 , 发现了十氢化钍在85万个大气压的情况下 , 具有惊人的高温超导性 , 临界温度达到-112摄氏度 。
有了更好的计算化学 , 我们有望发现或者发明更好的催化剂、化学药、生物药与疫苗 。
二:拓展感知极限 , 更好地了解世界和人类自身

第二是我们未来将不断扩展感知世界和感知自身的能力 , 将从接近人类感知到超越人类感知、从替代感知到扩展和创造感知、从人类感知到机器感知 。

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