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未来三大科学技术

2020-05-15

未来三大科学技术

一、物联网

在2045年,最保守的预测也认为将会有超过1千亿的设备连接在互联网上。

这些设备包括了移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车,以及服装等。它们所创造并分享的数据将会给我们的工作和生活带来一场新的信息革命。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

代表性技术:微电子机械系统(MEMS)、无线通讯、电源管理技术

实际应用:海量数据分析、医疗实时监测

二、机器人与自动化系统在2045年的地球上,机器人和自动化系统将无处不在。自动驾驶汽车会使交通更加安全与高效,或许还会给共享经济带来新的动力。

机器人则会负责日常生活中大量的任务,比如照顾老人与买菜,以及工业中的职责,比如收获农作物,维护公共设施等等。

而随着机器人的机动性、灵敏度以及智能的提高,它们将成为强大的战士,在战场上辅助、甚至替代人类士兵作战。

人工智能软件则会被使用到商业上,例如从数百TB的数据里面提取有意义的信息,使商业服务自动化,以及替代诸如客服、教师等传统意义上 “以人为本”的职业。

但是,机器人与自动化也会带来许多的危机。数百万工作被机器取代的下岗职工将会给社会造成极大的冲击,导致经济与社会的不稳。

自动化网络系统则会成为各个敌对势力相互攻击的主要突破口。在冲突中使用机器人和自动化系统则有可能造成极大的伦理和文化挑战。

代表性技术:机器学习、传感器与控制系统、人机交互

实际应用:AlphaGo、机器人神经系统、微软聊天机器人Tay

三、 量子计算

量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。

虽然在过去的几十年里,量子计算只存在于理论上,近些年的研究已经开始出现有意义的结果。在未来的5-15年里,我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。

量子计算机的出现将会给其他的研究方向,比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。

不过,最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解世上所有的加密方式,而量子加密也将真正无懈可击。

如今,量子计算机的许多技术堡垒已经开始被逐一攻克,虽然我们也许在21世纪40年代才会看到真正实用的量子计算机,但来自政府和业界的大量投资意味着量子计算已经迈过了转折点。

代表性技术:量子纠错、量子编程、后量子密码学

实际应用:MIT量子叠加研究、IBM云端量子计算服务、量子通讯卫星



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