一是通過探索基礎科學和前沿技術(shù)拓展認知邊界;

探索基礎科學和前沿技術(shù),拓展認知邊界。尤其是物理、化學、生物等領域的突破,將使我們能夠更好地發(fā)明新分子、催化劑、蛋白質(zhì)等材料和器件,以及新的裝備和新工藝。

比如量子計算,如何把光子、量子存起來?一位量子科學家在1993年就提出了量子存儲概念的時候沒人相信,直到1998年,哈佛Hau等人用電磁感應透明現(xiàn)象將光子速度降到17m/s,2000年,她們成功地把光子“凍結(jié)”了一分鐘時間。2006年帝國理工的Pendry等人提出可以用類似“光子黑洞”的思路來束縛住光,讓其無法離開。目前已經(jīng)有很多辦法來可以實現(xiàn)量子存儲,從而更好地支持量子通信和量子計算。

二是從接近人類感知一步步到機器感知,不斷感知世界和擴展自身感知極限。

這里還提到發(fā)展虛實融合數(shù)字世界新的用戶體驗,與元宇宙將人腦構(gòu)想變成數(shù)據(jù)映射到虛擬空間的概念相合。

在這方面我們要向生物界學習,大自然通過百萬年甚至上億年的進化,形成了遠遠超越現(xiàn)有機器和人的感知能力。

例如在視覺上,有些蜘蛛眼睛在物體輪廓和運動計算上遠遠超越了人眼,有利于快速精準捕獲獵物,那么自動駕駛汽車是不是正好需要這種眼睛。

三是探索新的計算與實現(xiàn)方式;

信息領域經(jīng)過多年積累已經(jīng)發(fā)展出了十幾種廣泛使用的計算模式,例如無線和光通信里大量使用基于快速傅里葉變換的蝶形計算模式,路由器里大量使用基于邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)移的有限狀態(tài)機計算模式,AI里目前大量使用基于統(tǒng)計和相關的計算模式等。數(shù)學家和工程師們奮斗了這么多年,我們在計算模式上是不是已經(jīng)走到了盡頭,其實還有很大的空間,我們需要探索適應目標與環(huán)境的計算模式與高效實現(xiàn)方式,從而更好認知世界、解決問題、創(chuàng)造價值。

四是突破香農(nóng)定理和馮諾依曼架構(gòu)瓶頸;

在有別于香農(nóng)定律的假設、以及更大的時空中探索信息通信,從而跨越空間的障礙,建設全球直達的能力,連接虛擬與現(xiàn)實世界、以及無處不在的機器。將來的真人級全息通訊,如果不壓縮數(shù)據(jù),需要接近2Tbps的帶寬,以及1-5ms的時延。對于這些挑戰(zhàn),我們是不是有足夠的理論和技術(shù)來實現(xiàn)呢?我認為這是可能的。

例如,在理論上,如果我們假設這個世界是有先驗知識、有記憶的,就可能跳出香農(nóng)1/2/3定律的限制。在工程上,一個量子級聯(lián)激光器可以同時產(chǎn)生幾百個波長,實現(xiàn)上百T的流量;未來如果我們能做出高重頻阿秒激光器,甚至可能產(chǎn)生百萬T的流量。這些技術(shù)如果能嫁接到無線和光領域,是不是可以成千上萬倍提升通信性能?

提出10個問題和挑戰(zhàn),呼吁聯(lián)合產(chǎn)學界共同開展面向未來的研究。

圍繞前面4個假設與愿景,聚焦“巴斯德象限”,我們提煉出面向未來可以重點考慮的兩個基礎科學問題,以及8個前沿技術(shù)挑戰(zhàn)。

第一個科學問題是機器如何認知世界,能不能建立適合機器理解世界的模型?

第二個科學問題是如何理解人的生理學模型,尤其人體八大子系統(tǒng)的運行機制,以及人的意圖和智能?

前沿技術(shù)挑戰(zhàn)包括:

在人機接口上如何發(fā)展新的感知和控制能力,例如腦機和肌機接口、3D顯示、虛擬觸覺、嗅覺、味覺等等

在健康上如何連續(xù)地、無感知地測量人的血壓、血糖和心電?能不能通過AI強人工智能幫助發(fā)明新的化學藥、生物藥和疫苗?

在軟件上如何發(fā)展以應用為中心,面向價值與體驗的高效率自動化和智能化軟件?

在通信上如何接近和擴展香農(nóng)極限,實現(xiàn)區(qū)域級和全球級的高效、高性能連接?

在計算上如何發(fā)展適應性與高效率的計算模式、發(fā)展非馮·諾伊曼計算架構(gòu)與非傳統(tǒng)部件、發(fā)展可解釋和可調(diào)試AI?

在材料上,如何通過AI幫助發(fā)明新的分子、催化劑和器件?

在制造上如何發(fā)展出超越傳統(tǒng)CMOS制造的技術(shù),達到更低成本、更高的效率?

在能源上能不能發(fā)展出安全、高效的能源轉(zhuǎn)換和儲能,提供按需服務?

總結(jié)

21世紀將是人類社會全面走向智能化的時代,智能化的核心是感知、連接和計算,以及由此帶來對物質(zhì)和現(xiàn)象、生命和能量等的更高認知和掌控能力。

在走向智能世界的路上,我們面臨著巨大的挑戰(zhàn),一方面,幸福生活、高效工作、綠色環(huán)境還需要感知、連接和計算提升成百上千倍能力,另一方面,在相關科學與技術(shù)上,過去的幾十年中都沒有大的突破,甚至已經(jīng)接近瓶頸。

周紅表示,華為正以開放的心態(tài),與全世界伙伴一起創(chuàng)造。面向未來,只有大膽提出假設、大膽提出愿景,敢于打破既有理論與技術(shù)瓶頸的條條框框,才能大踏步前行!

4月30日,華為計劃推出線上黃大年茶思屋,希望建設成一個科學和技術(shù)交流的通道,向全社會開放。在黃大年茶思屋上,也將總結(jié)和提煉出挑戰(zhàn)的課題,邀請全球優(yōu)秀人才來一起探索創(chuàng)新。

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崔歡歡

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