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未来产业竞赛！中美引领全球量子信息产业发展
今年2月2日，ICV TA&K发布了一份《Global Future Industry Index 2023》（GFII：全球未来产业指数）。
这是由ICV TA&K制定的一项研究倡议，得到了WIPO、OECD和IRENA等知名组织的支持。
通过整理不同机构的数据，再进行严谨的二次研究，以及对生物技术、绿色能源和先进通信技术领域专家的访谈，旨在全面评估20多个国家和地区在未来产业布局、发展、创新投资和环境可持续性方面的能力。 未来产业已成为大国间竞争的焦点，特别是在全球范围内，发达国家与新兴经济体对未来经济的竞争正在逐渐加剧。
许多新的概念、技术和领域，包括量子技术、人工智能、人形机器人等等，不断涌现。针对这一趋势，各国制定了政策，提供了更多的资源和支持，将未来的产业确立为政府和企业竞争的“战场”。 该研究的重点正是上述关键领域，这些领域的发展显著地塑造了工业结构、就业动态和全球竞争力。
在重大技术创新之后，未来产业出现，扰乱现有市场，形成新的需求，影响政策制定，重新定义经济和社会结构。
与战略性新兴产业相比，它更准确地代表了未来技术和产业发展的新方向，对经济社会转型具有枢纽、支撑和引领作用。
近年来，未来产业已成为世界主要国家新的竞争前沿，各国都在积极规划未来产业发展。 该研究主要有以下四点发现。 1）2023国家排名：2023年GFII排名更新后，与2022年的排名相比，美国和中国仍然是前两名，但其他多个国家的排名波动较大，英国、韩国、德国和荷兰的排名都有所上升，而瑞士、日本和新加坡的排名有所下降。
其中，美国在多个领域保持领先地位，中国在贷款和教育方面第一。 2）2023城市综合排名：城市综合排名反映了未来产业的综合实力。上榜城市最多的是美国，紧随其后的是中国。2023年，旧金山仍位居榜首，在人工智能等领域处于领先地位。伦敦跃升至第二名，在脑机接口与脑科学和神经形态智能以及深空和深海探测领域表现突出。
北京、慕尼黑、波士顿等城市具有较强的科技创新能力。每个城市在不同领域都有优势，展示了全球创新模式的多样性。 3）2023年科技双星闪耀：人工智能大模型和量子信息有突破性进展。人工智能行业和语言模型作为科技学行业的热点话题，取得了显著的成果。开放人工智能、谷歌、微软等公司相继推出了自己的大型模型产品，促进了人工智能生态系统的建立和多模式的创新。量子信息产业在2023年也取得了突破性的进展。 4）2023年的新技术趋势：加速人形机器人和可控核聚变的研发热潮。自2023年以来，人形机器人行业的流行程度持续上升。
随着特斯拉擎天柱的不断发展，它标志着人类机器人一系列核心技术体系的突破，为其商业化提供了更多的可能性。在可控核聚变方面，由于其能量释放大、原料储备充足的优点，有望成为核能的最佳解决方案。世界各国政府和企业负责发展核聚变能源项目，加快能源试验的反应，促进可控核聚变技术的研究和商业化。
调整的主要原因是，在2023年，元宇宙的概念已经不那么炒作了，腾讯、微软、Meta、字节跳动等公司都宣布了对其元宇宙相关业务的调整。
此外，进一步改善构建网络和高性能计算能力的基础设施至关重要。无论是硬件层面的宽带和计算能力，还是人工智能，它们都是构建未来虚拟世界的框架，这可能是市场最重要的方面。
1）全球未来产业评估2023：国家视角排名 从创新、生态系统和技术能力；产业多样性与新兴产业；可持续性和环境；人才与教育；国际合作与适应趋势这五个维度对不同国家和地区进行评估和排名。
下表展示了综合实力排名。从中可以看出，美国和中国的综合表现最为突出和稳定。
在这份榜单中，美国的上榜城市数量最多，共有8个城市上榜。紧随其后的是中国，有4个城市进入前20名。德国也有2个城市上榜，具有一定的竞争优势。
量子信息科学包括量子计算、精确量子测量和量子加密。目前，量子计算正朝着超导、离子阱、中性原子等方向发展，多种技术同步发展。超导量子比特在推进量子技术方面发挥着至关重要的作用。 2023年12月，QuEra通过控制280个物理比特，实现了48个逻辑量子比特，构建了40个中等大小的纠错码。这些代码可以检测和纠正在纠缠逻辑门操作期间可能发生的任何错误。这意味着量子计算已经达到了一个里程碑式的时刻。 另外，量子计算与超级计算的融合已成为发展的焦点。 2023年3月，英伟达发布DGX量子系统，该系统集成了CUDA量子和H100 NVL等技术。该系统为量子经典混合计算提供了一个加速平台，专门为GPT等生成式人工智能模型设计。 值得注意的是，后量子密码学（PQC）领域中算法的安全性评估变得至关重要。
2023年，一种名为“递归学习”的新型神经网络训练技术被开发出来，用于对NIST认可的四种反量子密码安全算法之一的Crystal Kyber算法的最高5阶掩码执行侧信道攻击。这种方法包括循环地旋转信息，并且已经证明恢复消息位的概率在99%以上。
这一发现表明，神经网络可以用来破解NIST的PQC算法，强调了评估PQC算法安全性的重要性。
目前，量子信息正在快速发展，未来商业化和产业化的步伐有望加快。首先，量子计算凭借其强大的并行计算能力，可以为人工智能、智能手机、天气预报、资源勘探、药物设计等领域提供解决方案。近年来，超级计算与量子计算的交叉融合创新引起了人工智能领域的广泛关注和探索。
未来，量子计算将推进离线集群技术，通过网络将多个量子处理器连接起来，形成更大的量子网络。这将提高量子计算机的性能，并为量子超聚变趋势开辟新的可能性。 其次，在量子通信领域，目前的研究重点是实现更长距离的量子通信，提高量子通信过程的效率和安全性。随着美国NIST在后量子加密（PQC）领域的标准化工作的推进，PQC技术即将达到其顶峰。这一标准化进程将为PQC技术的广泛实施奠定坚实的基础，加速PQC领域的行业应用发展。随着量子通信的不断发展，量子通信将与云计算和物联网相结合，增强金融、政府、军事等领域的信息传输和安全。 除了量子信息，人工智能也是2023年的大热点。 人工智能是计算机系统的理论和发展，能够执行传统上依赖于人类智能的任务，如语音识别、决策和模式识别。人工智能是一个广义的术语，包括机器学习、深度学习和自然语言处理等各种技术。人工智能产业链通常分为三层：基础层、技术层和应用层。基础层在网络、算法、硬件部署和数据收集等领域为人工智能产业奠定基础。技术层构建了从模拟人类智能相关特征开始的技术路径。应用层将一种或多种AI基础应用技术集成在一起，形成满足特定应用场景需求的定制化软硬件产品或解决方案。 人工智能转型之旅的特点是开源人工智能的进步，以及强大的生成式人工智能模型的出现。开源人工智能的发展达到了前所未有的高度，重塑了人工智能的框架和模型格局。
PyTorch 2.0的发布树立了一个新的行业标准，并为研究人员和开发人员提供了强大的工具。Nvidia的Modulus和Colossal AI在PyTorch框架的基础上得到了进一步的增强，为开放数据经济的协同创新做出了贡献。科技巨头微软和谷歌分别通过将ChatGPT集成到必应和推出Budd实现了重大里程碑。 与此同时，2023年见证了高级生成AI模型的兴起，它改变了自然语言处理和创意内容生成。OpenAI的GPT-4是一种开创性的语言模型，它重新定义了人工智能在基于文本的应用程序（如创意写作、编码和复杂问题解决）中表现不佳的能力。然而，生成式人工智能模型的激增引发了伦理问题，包括人工智能生成内容的偏见以及人工智能开发透明度的迫切需要。
随着人工智能不断融入各个行业，行业努力确保其使用合乎道德和负责任。
从排名的角度来看，美国各州在20个城市中排名6个，其中5个城市都是美国的。我国在人工智能领域的表现比在量子信息领域表现稍弱，还需在此基础上不断深化研究和发展。 在人工智能领域，在技术、应用和安全方面存在多个关键趋势： 在技术发展方面，多模态模型驱动信息融合。技术趋势之一是多模态模型的出现，它加速了包括文本、图像和视频在内的各种数据的融合。这使得人工智能能够对现实世界有更全面的了解，并适应复杂多样的交互场景。其次，具身智能开辟了新的可能性：作为一种新兴的技术趋势，具身智能允许智能代理通过与环境的相互作用来感知物理世界，并理解和改造客观世界。这为人工智能的未来发展提供了重要的机会。 并且，实现通用人工智能的道路正变得越来越清晰；数据驱动模型的性能也会改进；智能计算中心正在成为必不可少的基础设施。 在应用方面，大语言模型将作为个人智能助手，开启一个用户互动的新时代。 人工智能治理和可解释性之间的平衡被强调为最终的趋势，强调了人工智能治理与技术进步之间平衡的必要性。可解释的人工智能等技术的兴起引发了争议，监管的必要性变得更加突出。世界各国政府正在制定和实施人工智能的政策和法规，以确保其可信度和安全性。 和人工智能有联系但是不同领域的还有人形机器人产业。这一热点也存在很多争议。 人形机器人，也被称为仿生机器人，是设计用来模仿人类的外表和行为的机器人，尤其是那些与人类身体相似的机器人。人形机器人需要强大的运动控制能力，以及先进的感知和计算能力。人形机器人可以适应各种现实生活场景，使它们能够从专业角色转变为多功能角色。这增加了规模经济并降低了成本。 人形机器人被部署在与人类合作的环境中。实验室里的人形机器人已经被证明可以处理复杂的任务，比如做饭、清洁、叠衣服、焊接和煮咖啡。具有人工智能能力的人形机器人正在迅速发展，机器人可以通过观察人类的行为来学习。
2023年12月，特斯拉发布了最新版本的人形机器人——Optimus二代。第二代Optimus第二代人形机器人采用了特斯拉自主研发的执行器和传感器，提高了其行走能力、感知能力、平衡能力和整体身体控制能力。这代表着人形机器人工业化进程的进一步加速。
到目前为止，人形机器人行业的主要参与者是科技公司，而美国在这个领域拥有一个明显的优势。我国北京跻身前五。在排名前五名的城市中，美国拥有4个位置，共有6个美国城市进入前20名。 未来，将开启人机协作新时代；具身智能使仿人机器人从专门化向通用化过渡，应用场景也会更加广泛。随着仿生机器人的使用越来越多，对数据安全的需求也越来越大。这些挑战包括保护机器人系统中的敏感信息并确保其安全运行。被接收和传输的数据，包括企业的机密信息，需要得到适当的保护。制造商和用户将面临日益严峻的数据安全挑战，需要综合考虑硬件、软件、通信和用户隐私等多个方面。这将需要制定更严格的安全策略和措施，以确保机器人系统能够有效抵御各个层面的潜在威胁。 除了上述量子信息、人工智能和人形机器人之外，还有深空深海探测、可控核聚变、脑机接口与脑科学、先进通信和生物技术等多领域值得关注，在此不予赘述，可在ICV TA&K官方网站中找到报告原文阅读。 网站链接：https://www.icvtank.com/newsinfo/895844.html
这份报告作为全球未来产业的综合性研究表述，对我国和世界了解和发展未来产业提供了坚实的数据和理论参考，具有重要意义。
人工智能、量子信息、通信技术、先进通信、生物技术、清洁能源等领域的原创性、颠覆性技术突破，将孕育未来产业。未来产业发展的核心是原始创新和关键技术突破，并通过创新要素集聚、形成产品原型、不断丰富拓展应用场景，逐渐实现产业化规模化发展。
未来产业发展潜力巨大、前景可期，我们要积极进行前瞻谋划、长远布局。 数字经济的竞争日益激烈，人工智能已成为其核心产业，特别是大型模式的应用，成为主要国家之间竞争的关键领域。在这个领域，人工智能技术和工业的先发优势，以及技术学和竞争壁垒，将有助于在未来的国际竞争中占据主导地位。发达国家已经建立了坚实的技术壁垒和技术壁垒，经过多年的发展，并保持了应用程序和人工智能的领先地位。随着商业应用的不断深入，人工智能技术有望成为挖掘经济的核心力量，进入爆炸性发展阶段，导致人工智能行业的激烈竞争。 “打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”这是我国中央经济工作会议提出的。未来产业代表着新一轮科技革命和产业变革方向，是全球创新版图和经济格局变迁中最活跃的力量。
在世界百年未有之大变局加速演进的背景下，未来产业正成为各国抢占科技制高点、争夺产业主导权的关键。 《全球未来产业指数2023》为全球决策者、商业领袖和投资者关于国家在未来行业的表现和发展轨迹的宝贵见解。帮助领袖和投资者主动顺应新一轮科技革命和产业变革趋势，积极培育未来产业，加快形成新质生产力，增强发展新动能。
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