信息技術(shù)

       美國

       先進(jìn)計(jì)算加速發(fā)展，新型元件成績(jī)斐然

       量子計(jì)算方面，英特爾公司2018年1月宣布開發(fā)出49量子位測(cè)試芯片Tangle Lake。此后科學(xué)家不斷推出新研究成果：證明“自旋—光子強(qiáng)耦合”可讓單獨(dú)量子比特相互作用、制造出可作量子中繼器的有瑕人造鉆石、構(gòu)建模塊化量子計(jì)算架構(gòu)關(guān)鍵組件、開發(fā)出使碳納米管成為量子單光子源的方法等，有力推動(dòng)了量子計(jì)算系統(tǒng)的開發(fā)。美國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)9月發(fā)布《量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略概述》，志在推動(dòng)量子信息科學(xué)加速發(fā)展。

       超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，“頂點(diǎn)”和“山脊”兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在最新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中分獲冠、亞軍，極大增強(qiáng)了美在超算競(jìng)爭(zhēng)中的底氣；能源部4月推出耗資18億美元的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)計(jì)劃，更表明美追求超算領(lǐng)域國際領(lǐng)導(dǎo)地位的決心。

       此外，美科學(xué)家在計(jì)算機(jī)元器件研發(fā)方面也成績(jī)斐然。可將數(shù)據(jù)中心帶寬提高10倍的光電子芯片、具有精準(zhǔn)分發(fā)光信號(hào)能力的硅芯片、基于內(nèi)存計(jì)算技術(shù)的AI芯片、可同時(shí)存儲(chǔ)和處理信息的記憶晶體管等新型元器件的問世，為新型計(jì)算機(jī)開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

       日本

       量子技術(shù)全面進(jìn)步，存儲(chǔ)理論有新突破

       大阪大學(xué)、NTT和東京大學(xué)的研究小組首次驗(yàn)證了由冷卻原子構(gòu)成的量子存儲(chǔ)器與光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可通信波段光子的量子網(wǎng)絡(luò)。該研究成果展示了一條實(shí)現(xiàn)量子中繼的新道路，為實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程化開辟了新途徑，具有抵御利用量子計(jì)算機(jī)實(shí)施的黑客攻擊能力的新一代量子密碼安全通信又向遠(yuǎn)程化邁出了一步。

       橫濱國立大學(xué)利用金剛石中氮空位中心的電子和核子的自旋作為量子比特，全球率先成功實(shí)現(xiàn)了室溫下完全無磁場(chǎng)的條件下的萬能量子門操作。這種獨(dú)特的量子比特完整量子門操作被命名為幾何學(xué)量子比特，能以更高的速度進(jìn)行高精度運(yùn)算。

       日本理化學(xué)研究所和北海道大學(xué)等組成的聯(lián)合研究小組，發(fā)現(xiàn)在沒有外部磁場(chǎng)的狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生磁渦旋，并查明了磁渦旋的形成機(jī)制。科學(xué)家有望以此為基礎(chǔ)，研發(fā)以磁渦旋為信息載體的磁存儲(chǔ)單元。

       德國

       量子計(jì)算重點(diǎn)發(fā)力，基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)未來

       2018年，德國在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域又有新的進(jìn)展，康斯坦茨大學(xué)領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種基于硅雙量子位系統(tǒng)的穩(wěn)定的量子門，這項(xiàng)研究成果被稱為通向量子計(jì)算機(jī)的里程碑；弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所開發(fā)出了一種微磁場(chǎng)下應(yīng)用的量子傳感器，可用于未來計(jì)算機(jī)硬盤識(shí)別。

       在信息技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了完全由金屬構(gòu)成的單原子晶體管，為未來信息技術(shù)開辟了新的應(yīng)用前景；凱澤斯勞滕技術(shù)大學(xué)科學(xué)家首次展示了如何在集成振幅回路中使磁子形成電流，這一研究打開了未來磁子芯片的大門。

       英國

       擬建5G測(cè)試平臺(tái)，超級(jí)計(jì)算模擬人腦

       2018年9月，英國政府宣布，將以西米德蘭茲地域的伯明翰、考文垂、伍爾弗漢普頓3個(gè)城市為中央，設(shè)立相關(guān)測(cè)試平臺(tái)，以建設(shè)較大規(guī)模的5G試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

       11月初，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家激活了世界上最強(qiáng)“大腦”——一臺(tái)擁有100萬個(gè)處理器內(nèi)核和1200個(gè)互連電路板的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它能像人腦一樣運(yùn)作，是迄今最準(zhǔn)確模擬人腦的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

       韓國

       基礎(chǔ)設(shè)施位居前列，技術(shù)研發(fā)多有亮點(diǎn)

       信息技術(shù)是韓國的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。韓國的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施繼續(xù)位居前列。2018年年初平昌冬奧會(huì)之前，韓國建成了大規(guī)模5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)于2019年初期實(shí)現(xiàn)商用化，這一計(jì)劃進(jìn)展迅速。

       在量子計(jì)算領(lǐng)域，韓國學(xué)者開發(fā)出一種量子弱測(cè)量方法，克服了海森堡不確定原理的限制，可以有效應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過程。韓國企業(yè)成功研發(fā)出處理器“Exynos9”，其搭載了借鑒人類大腦結(jié)構(gòu)的新概念人工智能芯片，可用于手機(jī)終端并行處理大量多媒體數(shù)據(jù)。韓國開發(fā)的廣視角全息圖像技術(shù)將信息儲(chǔ)存量提升了100倍。

       以色列

       網(wǎng)絡(luò)安全齊頭并進(jìn)，無人駕駛安全先行

       以色列證券管理局表示，其已開始使用區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。信息公司塔爾多經(jīng)過3個(gè)月時(shí)間開發(fā)出管理局所需的區(qū)塊鏈軟件系統(tǒng)。以美兩國研究人員開發(fā)出可從包括“臉書”和“推特”在內(nèi)的大多數(shù)社交網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)假賬戶的通用方法，其在網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

       為應(yīng)對(duì)汽車電子系統(tǒng)安全性面臨的挑戰(zhàn)，以色列Arilou公司研發(fā)的并行防侵入系統(tǒng)（PIPS）能夠通過主動(dòng)攔截來自汽車被“黑”電控單元的惡意指令，保護(hù)車輛整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全；GuardKnox公司借助戰(zhàn)機(jī)和防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的安全理念，為車輛提供了自動(dòng)安全保護(hù)措施，在確保正常通信的同時(shí)，阻止包括網(wǎng)絡(luò)攻擊在內(nèi)的任何不當(dāng)信息的傳遞。

       俄羅斯

       量子計(jì)算蓄勢(shì)待發(fā)，超級(jí)計(jì)算獲得突破

       2018年，俄加大對(duì)量子計(jì)算機(jī)和量子通信技術(shù)的研發(fā)力度：2月在索契召開的“2018俄羅斯投資論壇”期間，俄對(duì)外經(jīng)濟(jì)銀行、VEB創(chuàng)新公司、前景研究基金會(huì)、莫斯科國立大學(xué)和非營利組織“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”簽署協(xié)議，計(jì)劃在5年內(nèi)研制出50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)；莫斯科物理技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)選取碳化硅作為量子發(fā)射材料，研發(fā)出新型量子發(fā)射器，每秒可發(fā)射幾十億個(gè)單量子，可保證G量級(jí)的比特傳輸速度，未來可用于構(gòu)建信息安全性更高的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

       超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，俄杜布納聯(lián)合核子研究所3月建成了新型超級(jí)計(jì)算機(jī)“格沃倫”，其理論浮點(diǎn)運(yùn)算峰值為每秒1000萬億次（單精度）或500萬億次（雙精度）。

       烏克蘭

       信息產(chǎn)業(yè)老驥伏櫪，智能監(jiān)測(cè)威力強(qiáng)勁

       烏克蘭國家航空大學(xué)2018年7月研發(fā)出一款新型智能監(jiān)測(cè)接收系統(tǒng)。該智能監(jiān)測(cè)接收系統(tǒng)可查找和設(shè)置輻射源參數(shù)，在規(guī)定頻段內(nèi)對(duì)無線電信號(hào)的使用進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定來自不同發(fā)射器的接收點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)；測(cè)定散熱器的參數(shù)和輻射源的坐標(biāo)，識(shí)別散熱器、輻射源類型；監(jiān)測(cè)雷達(dá)站、指導(dǎo)站、飛機(jī)與機(jī)場(chǎng)通信設(shè)施的無線電信標(biāo)等。該系統(tǒng)還可進(jìn)行GSM、GPRS和CDMA通信，對(duì)流層散射和衛(wèi)星通信以及民用無線電、電視信號(hào)通信等。根據(jù)烏方發(fā)布的信息，該設(shè)備具有質(zhì)量輕、功耗低、信號(hào)分析速度快、準(zhǔn)確性高且便于攜帶的優(yōu)勢(shì)。

       人工智能與先進(jìn)制造

       美國

       AI應(yīng)用擴(kuò)大需警惕風(fēng)險(xiǎn)，3D打印技術(shù)潛力可期

       2018年美國在人工智能領(lǐng)域依然占據(jù)全球領(lǐng)先地位，科學(xué)家開發(fā)出多種新算法，達(dá)成創(chuàng)建“可視化”人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、追蹤動(dòng)物運(yùn)動(dòng)及行為、識(shí)別地震后余震出現(xiàn)地點(diǎn)、預(yù)測(cè)基因組修復(fù)結(jié)果等目標(biāo)，逐步推動(dòng)人工智能向前發(fā)展。同時(shí)，人工智能應(yīng)用范疇逐漸擴(kuò)大，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域，食品和藥物管理局首次批準(zhǔn)利用人工智能的醫(yī)療設(shè)備上市銷售，讓人們對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域人工智能應(yīng)用充滿期待。而2000多名人工智能領(lǐng)域?qū)＜夜餐炇稹督怪旅宰灾魑淦餍浴罚沂救斯ぶ悄馨l(fā)展可能帶來的道德及現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，則再次警示世人應(yīng)理性發(fā)展人工智能。

       借助新材料、人工智能等技術(shù)的進(jìn)步，3D打印為代表的先進(jìn)制造技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展。《增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖2.0版》的推出，為美制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而可直接在皮膚上進(jìn)行3D打印的技術(shù)的出現(xiàn)，可跟蹤和存儲(chǔ)使用方式的3D打印器件的研發(fā)，以及3D打印生物工程脊髓、磁活化材料等成果，都表明3D打印技術(shù)潛力仍在。此外，利用光熱合成石墨烯納米帶、利用聲波制造超微型光二極管、從聚合物化學(xué)反應(yīng)中獲取能源制造聚合物等新技術(shù)的出現(xiàn)，為美未來先進(jìn)制造進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

       德國

       “工業(yè)4.0”戰(zhàn)略持續(xù)推動(dòng)，制造業(yè)更智能更高效

       智能制造在汽車工業(yè)的應(yīng)用是德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的重要領(lǐng)域，2018年在聯(lián)邦教研部的資助下，學(xué)院、科研院所與企業(yè)合作，在大學(xué)內(nèi)創(chuàng)建了研發(fā)園ARENA2036，探索汽車先進(jìn)制造和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)及測(cè)試問題。未來的制造將不再是同質(zhì)和線性，工廠需要滿足更多個(gè)性化的需求。

       德國弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)所屬研究所研發(fā)的ANNIE移動(dòng)操作平臺(tái)適用于人與機(jī)器人協(xié)作的復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景，該平臺(tái)具有感知、導(dǎo)航、安全、軟件架構(gòu)和交互等功能，擁有認(rèn)知能力的機(jī)器人可以獨(dú)立地執(zhí)行任務(wù)。

       為了降低能耗，提高設(shè)備使用效率，弗勞恩霍夫研究所IFF開發(fā)了可分析預(yù)測(cè)電負(fù)荷曲線的方法“FlexChem”，通過軟件的分析和高峰負(fù)荷預(yù)測(cè)，可大大降低制造成本，并能在利用可再生能源時(shí)確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

       日本

       驗(yàn)證AI設(shè)計(jì)材料實(shí)用性，制成低噪音有機(jī)晶體管

       2018年3月，富士通株式會(huì)社和日本理化學(xué)研究所宣布，他們的聯(lián)合研究小組在材料設(shè)計(jì)中應(yīng)用第一原理計(jì)算與人工智能技術(shù)，對(duì)全固態(tài)鋰離子電池的固體電解質(zhì)組成實(shí)施了預(yù)測(cè)、合成與評(píng)價(jià)試驗(yàn)，并進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。此外，水戶市與NEC啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，利用人工智能提高辦公效率和加強(qiáng)內(nèi)部治理。

       日本東北大學(xué)等確立鐵—鎵（Fe—Ga）單晶板材的低成本量產(chǎn)技術(shù)。作為磁致伸縮材料之一的鐵—鎵單晶是一種非常優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換材料，是小尺寸、高輸出和高靈敏度的振動(dòng)發(fā)電元件的基礎(chǔ)材料。振動(dòng)發(fā)電如果走向?qū)嵱没湍軐?shí)現(xiàn)不使用紐扣電池和干電池的無線通信模塊，便利性將大幅提高。

       東京大學(xué)將有機(jī)半導(dǎo)體制成墨水，利用印刷技術(shù)，成功制作出了全球噪聲最低的有機(jī)晶體管，有望提供實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)社會(huì)所需的低成本、高靈敏度傳感器件。

       俄羅斯

       拓展人工智能應(yīng)用，4D雷達(dá)用于無人駕駛

       俄科學(xué)院科拉科學(xué)中心建立了礦物成分評(píng)估人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅憑礦樣的化學(xué)成分即可確定其礦物成分，并自動(dòng)生成三維礦產(chǎn)資源圖；俄羅斯和以色列合作，使用人工智能來準(zhǔn)確診斷和治療心律不齊；俄法律從業(yè)公司推出基于人工智能的機(jī)器人律師，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立在世界最大的10萬個(gè)法律問題數(shù)據(jù)庫上，能解答超過2000個(gè)問題。

       俄施瓦布集團(tuán)公司下屬企業(yè)研發(fā)出一款3D眼鏡，集識(shí)別目標(biāo)、判定所處方位及操控機(jī)器人等功能于一體，可顯著提高操控機(jī)器人的精度。

       無人駕駛方面，認(rèn)知技術(shù)公司宣布成功研制出世界首臺(tái)4D雷達(dá)。與激光雷達(dá)不同，4D雷達(dá)可在惡劣的天氣條件下工作，創(chuàng)建道路場(chǎng)景的四維地圖并提高數(shù)據(jù)更新頻率，以更高的精度識(shí)別移動(dòng)物體。

       韓國

       設(shè)立人工智能基金，開發(fā)軟體機(jī)器人和機(jī)械臂

       信息通訊公司與智能手機(jī)企業(yè)聯(lián)手推出了使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的折疊式電動(dòng)自行車“AIR i”；三星電子建立了人工智能專項(xiàng)基金“Q基金”。不過，也有國際著名學(xué)者質(zhì)疑韓國科學(xué)技術(shù)院推進(jìn)人工智能武器研究的做法。

       韓國大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出使用仿真皮電子皮膚的軟體機(jī)器人，該電子皮膚在硅膠類物質(zhì)中安裝芯片與電路，機(jī)器人可通過便捷的操作完成自由且連續(xù)的動(dòng)作。韓國研究小組借鑒折紙技術(shù)成功開發(fā)出了可大幅伸長同時(shí)能夠保持強(qiáng)度的“加杰特”超級(jí)機(jī)械臂。

       以色列

       擴(kuò)大無人機(jī)應(yīng)用，開發(fā)聲音機(jī)器人

       以公司通過實(shí)地飛行展示了其自主無人機(jī)“麻雀I”的能力，并認(rèn)為隨著監(jiān)管繼續(xù)放開，無人機(jī)在商業(yè)和工業(yè)市場(chǎng)中的應(yīng)用范圍將大幅上升。

       以公司研發(fā)的“鸕鶿”單引擎無人駕駛電動(dòng)飛行器公開亮相，并受到軍方青睞。該無人飛行器大小如同小卡車或面包車，采用螺旋槳起降和前行，能在復(fù)雜環(huán)境下執(zhí)行救援任務(wù)。

       以色列公司推出的自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)，能夠幫助汽車制造商快速開發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證其無人駕駛汽車，并讓它們安全上路。

       受蝙蝠啟發(fā)，研究人員開發(fā)的完全自主地形機(jī)器人能像蝙蝠一樣發(fā)出聲音并分析回聲，以識(shí)別、繪制和避開戶外障礙物。研究人員找到利用3D打印機(jī)生產(chǎn)不同形狀藥物膠囊的新方法。與傳統(tǒng)的膠囊相比，針對(duì)用戶特點(diǎn)的3D打印異形膠囊能被更有效地吸收。