在后摩爾時(shí)代，計(jì)算機(jī)的形態(tài)會(huì)有什么樣的變化，如何可持續(xù)地提升計(jì)算能力？衛(wèi)星系統(tǒng)如此高大上的技術(shù)，除了給汽車(chē)導(dǎo)航的GPS，還有什么應(yīng)用？這些行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，在最近舉辦的世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，幾位相關(guān)領(lǐng)域的大咖給出了答案。

　　世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上有哪些高大上的“黑科技”？

　　2017年12月3日，世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在美麗的千年水鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)開(kāi)幕，在此次的大會(huì)上，公布了計(jì)算機(jī)和衛(wèi)星領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，那在本次大會(huì)上油哪些高大上的“黑科技”呢？

　　1. 超級(jí)計(jì)算機(jī)大發(fā)“神威”

　　在世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，清華大學(xué)教授、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心主任楊廣文為世界展示了我國(guó)的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的“神威”。

　　“目前“神威·太湖之光”已經(jīng)連續(xù)4次奪得世界第一，成就了中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)十次蟬聯(lián)世界冠軍的輝煌，表明中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)在性能和結(jié)構(gòu)上引領(lǐng)世界?！睏顝V文介紹道，目前為止，“神威·太湖之光”已經(jīng)完成應(yīng)用17項(xiàng)，取得了多項(xiàng)國(guó)際成果，確立了中國(guó)在超算領(lǐng)域的國(guó)際地位?！案甑秦悹柂?jiǎng)”是超級(jí)計(jì)算應(yīng)用的最高獎(jiǎng)，去年“神威·太湖之光”超算團(tuán)隊(duì)全面發(fā)力，在六項(xiàng)項(xiàng)目中占據(jù)了三位，最后奪冠，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在“戈登貝爾獎(jiǎng)”獎(jiǎng)項(xiàng)方面零的突破。而在今年三項(xiàng)超級(jí)計(jì)算機(jī)遴選的項(xiàng)目中，我國(guó)的超算占了兩項(xiàng)，都是由清華團(tuán)隊(duì)領(lǐng)先，最終蟬聯(lián)冠軍。在機(jī)器和應(yīng)用方面一周內(nèi)奪得兩項(xiàng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的世界最高獎(jiǎng)，可見(jiàn)我國(guó)已在超算領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。

　　2、光量子計(jì)算機(jī)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)

　　接著上臺(tái)演講的中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院教授陸朝陽(yáng)提到：“對(duì)量子物理學(xué)基本問(wèn)題的研究給計(jì)算機(jī)科學(xué)帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。”

　　2017年5月，我國(guó)發(fā)布了世界上首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)。針對(duì)“玻色采樣”問(wèn)題，該原型機(jī)的處理速度比目前國(guó)際所有實(shí)驗(yàn)速度快至少24000倍，同時(shí)也第一次超過(guò)了人類(lèi)歷史上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)。同時(shí)，在超導(dǎo)體系，中國(guó)科大、浙江大學(xué)和中科院物理所等合作團(tuán)隊(duì)研發(fā)了十比特超導(dǎo)量子比特的糾纏，并演示了求解線(xiàn)性方程組的量子算法。最近，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了18個(gè)光量子比特的超糾纏，進(jìn)一步刷新了該領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。今年年底，中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院將上線(xiàn)高精度十超導(dǎo)量子比特的云計(jì)算平臺(tái)，公眾可以在線(xiàn)體驗(yàn)量子計(jì)算。

　　在光量子計(jì)算機(jī)方面，我國(guó)起步稍晚，但我國(guó)對(duì)此建設(shè)非常重視，在前端時(shí)間舉辦的APEC峰會(huì)上，習(xí)主席強(qiáng)調(diào)，我們正迎來(lái)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、共享經(jīng)濟(jì)在全球范圍內(nèi)掀起浪潮，人工智能、量子科學(xué)等新技術(shù)不斷取得突破，亞太不能等待和觀望。相信在不久的未來(lái)，我國(guó)光量子計(jì)算機(jī)將會(huì)趕上甚至超越外國(guó)的水平。

　　3、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更高效精準(zhǔn)

　　隨后，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航辦公室主任冉承其展示了更高效和精準(zhǔn)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　“上個(gè)月，新一代北斗三號(hào)全球系統(tǒng)部署拉開(kāi)大幕，一個(gè)更高效、更精準(zhǔn)的時(shí)空服務(wù)正在用北斗給出中國(guó)方案?！比匠衅浣榻B到，北斗是目前唯一可以進(jìn)行短報(bào)文通信的導(dǎo)航系統(tǒng)， 從誕生之初就開(kāi)創(chuàng)性地把定位、導(dǎo)航、授時(shí)和位置報(bào)告短報(bào)文融為一體，這是其他系統(tǒng)不具備的。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在中國(guó)率先提供厘米級(jí)高精度位置服務(wù)，覆蓋全國(guó)的北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)融合。

　　這些高科技有什么用？

　　一項(xiàng)科技再高大上，如果不能為人所用，也只是空中樓閣。那么，在互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上展示的這些高科技有什么應(yīng)用呢？

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，楊廣文在會(huì)上演示了超級(jí)計(jì)算機(jī)的兩個(gè)應(yīng)用，一是大氣模擬，一是大地震模擬。

　　1、大氣模擬。由中科院軟件所、清華大學(xué)、北京師范大學(xué)聯(lián)合研制的“千萬(wàn)核可擴(kuò)展非靜力大氣動(dòng)力全隱式求解器”，擴(kuò)展了綜合異構(gòu)架構(gòu)的新技術(shù)、新方面，使得模擬的顯示性能比當(dāng)時(shí)國(guó)際上的成果領(lǐng)先了一個(gè)量級(jí)，可以支持500米全球大氣模擬。將這個(gè)系統(tǒng)切入到我們的大氣模式里頭，對(duì)于我國(guó)精細(xì)化模式天氣氣侯具有重要的作用。

　　2、大地震模擬。由清華大學(xué)、山東大學(xué)、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心、南方科技大學(xué)共同研制完成的“非線(xiàn)性大地震模擬”，精巧的設(shè)計(jì)和高速壓迫數(shù)據(jù)的傳輸模式，成功地實(shí)現(xiàn)了唐山大地震過(guò)程的首次精準(zhǔn)模擬。這一過(guò)程對(duì)于科學(xué)家了解地震的發(fā)生和傳播規(guī)律具有重要的意義，特別是防震救災(zāi)。

　　此外，超級(jí)計(jì)算機(jī)還在天氣、材料、新能源等方面完成了100多項(xiàng)重大項(xiàng)目的應(yīng)用。未來(lái)，超算中心將繼續(xù)在“神威·太湖之光”生態(tài)環(huán)境上下大力氣，推廣應(yīng)用。

　　光量子計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面，基于“相干疊加”原理，如果有四個(gè)量子比特，它可以同時(shí)處于16種狀態(tài)，若能夠精確地操縱50個(gè)量子比特，計(jì)算機(jī)就可以有2的50次方的狀態(tài)同時(shí)存在，大約1000萬(wàn)億這么大的一個(gè)數(shù)。所以它能夠通過(guò)一些特定算法的設(shè)計(jì)，來(lái)解決一些重要的特定問(wèn)題，包括密碼破譯、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等。

　　不過(guò)，我國(guó)目前整個(gè)量子計(jì)算機(jī)的領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)展到這個(gè)水平，總體還處于基礎(chǔ)研究的階段。

　　至于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的建設(shè)，北斗導(dǎo)航發(fā)揮的作用將越來(lái)越重要。它高精度服務(wù)正像水、電一樣，成為觸手可及、隨需而用的公共服務(wù)?！氨倍?”正激發(fā)出層出不窮的創(chuàng)新和變革。

　　1、漁民與驢友的福音。北斗已加入民航、海事、移動(dòng)通信三大國(guó)際組織。出沒(méi)于江河湖海，或穿梭于深山野林，都容易迷失方向，失去聯(lián)絡(luò)。北斗成了遠(yuǎn)洋漁民和驢友便捷可靠的新選擇，累計(jì)挽救漁民超10000人，成了漁民的海上保護(hù)神。而冒險(xiǎn)闖入旅游禁區(qū)在北斗的指引走向安全區(qū)的也不在少數(shù)。

　　2、北斗在中國(guó)建成了全球最大的車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。480萬(wàn)輛裝有北斗的運(yùn)輸車(chē)輛上線(xiàn)，重大事故率和人員傷亡率均下降近50%，出行耗時(shí)減少1/3。

　　3、移動(dòng)通信方面，在中國(guó)銷(xiāo)售的4G手機(jī)，北斗成為標(biāo)配。2020年中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航的產(chǎn)值將超過(guò)4000億，北斗應(yīng)用覆蓋世界50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)人口近30億。

　　4、特殊人群的保護(hù)傘。如果孩子調(diào)皮搗蛋，放學(xué)后總喜歡在外貪玩；如果年邁的父母患有老年癡呆，不慎走失，都可以求助北斗。為特殊人群配備腕表式裝置等用戶(hù)終端，能夠讓你遠(yuǎn)程掌握家人動(dòng)態(tài)。北斗為襁褓中的嬰兒、獨(dú)居老人等特殊人群撐起保護(hù)傘。

　　此外，北斗導(dǎo)航還廣泛應(yīng)用在公安保衛(wèi)、搜救、救災(zāi)搶險(xiǎn)、交通管理等諸多特殊行業(yè)上。在軍事領(lǐng)域，北斗導(dǎo)航意義重大，擁有了真正屬于自己的“天眼”，擺脫了對(duì)國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)的依賴(lài)，北斗已是“一帶一路”走向國(guó)際的中國(guó)名片。

　　這些高科技離你有多遠(yuǎn)？

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)、光量子計(jì)算機(jī)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這些高大上的技術(shù)目前主要是由國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)投入研發(fā)和操作?？雌饋?lái)與我們接地氣的日常生活無(wú)關(guān)，但在無(wú)形中它們也在服務(wù)于我們的生活。

　　比如北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，從誕生到現(xiàn)在的近6年時(shí)間內(nèi)，已經(jīng)從導(dǎo)航，到特殊行業(yè)，再到民用行業(yè)，逐漸地過(guò)渡應(yīng)用在我們的出行和安全等方面。

　　而超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，除了在前文提到的大氣模擬、大地震模擬等領(lǐng)域的應(yīng)用之外，它還可以在動(dòng)漫渲染、工程仿真、建筑信息模型以及基礎(chǔ)科學(xué)研究上應(yīng)用。甚至，在大學(xué)生的工程畢業(yè)設(shè)計(jì)都可以應(yīng)用到。筆者以前做畢業(yè)設(shè)計(jì)模擬仿真時(shí)，就曾試過(guò)遠(yuǎn)程使用廣州超算中心。所以，它其實(shí)離我們并不遠(yuǎn)。

　　目前，我國(guó)量子計(jì)算機(jī)在密碼破譯、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等基礎(chǔ)領(lǐng)域仍是起步階段。如果實(shí)現(xiàn)這方面研究突破，可以在極短時(shí)間內(nèi)分析大數(shù)據(jù)，帶來(lái)更精確的天氣預(yù)報(bào)；更快地對(duì)人類(lèi)基因進(jìn)行排序和分析，為更多的民眾提供個(gè)性化藥物治療和醫(yī)療保健服務(wù)；深度分析空中交通模式，將帶來(lái)更高效的航線(xiàn)安排，可以有效統(tǒng)籌飛機(jī)從而減少出行時(shí)間，同樣可以應(yīng)用于高速公路、各種復(fù)雜的城市系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（電網(wǎng)等），從而達(dá)到高效、避免擁堵的目的。因此，未來(lái)的應(yīng)用離我們并不遙遠(yuǎn)。

　　總結(jié)

　　這些高大上的黑科技間接地在生活中發(fā)揮作用，從這角度來(lái)講，它其實(shí)離我們很近?；蛟S是因?yàn)檫@些高端科技的制造和實(shí)際操作難度極高，在人們的日常生活中直接接觸和使用極少，讓人覺(jué)得他們目前仍很遙遠(yuǎn)。在量子計(jì)算機(jī)方面，確實(shí)仍需要等待更加先進(jìn)的技術(shù)研究推動(dòng)它的發(fā)展，才能有更廣的應(yīng)用，為大眾所熟悉和使用。