2022年4月26日,华为第19届全球分析师大会在深圳正式开幕。大会采用线上+线下方式同步进行,与全球分析师、意见领袖及媒体等聚焦“未来探索、产业创新、数字化与低碳化”等话题,探讨未来趋势与发展策略。
会上,华为战略研究院院长周红发表了《面向未来的科学假设与商业愿景》主题演讲,提出面向未来的4个科学假设和商业愿景,旨在与产学界共同开展面向未来的研究。
一是通过探索基础科学和前沿技术拓展认知边界;
探索基础科学和前沿技术,拓展认知边界。尤其是物理、化学、生物等领域的突破,将使我们能够更好地发明新分子、催化剂、蛋白质等材料和器件,以及新的装备和新工艺。
比如量子计算,如何把光子、量子存起来?一位量子科学家在1993年就提出了量子存储概念的时候没人相信,直到1998年,哈佛Hau等人用电磁感应透明现象将光子速度降到17m/s,2000年,她们成功地把光子“冻结”了一分钟时间。2006年帝国理工的Pendry等人提出可以用类似“光子黑洞”的思路来束缚住光,让其无法离开。目前已经有很多办法来可以实现量子存储,从而更好地支持量子通信和量子计算。
二是从接近人类感知一步步到机器感知,不断感知世界和扩展自身感知极限。
这里还提到发展虚实融合数字世界新的用户体验,与元宇宙将人脑构想变成数据映射到虚拟空间的概念相合。
在这方面我们要向生物界学习,大自然通过百万年甚至上亿年的进化,形成了远远超越现有机器和人的感知能力。
例如在视觉上,有些蜘蛛眼睛在物体轮廓和运动计算上远远超越了人眼,有利于快速精准捕获猎物,那么自动驾驶汽车是不是正好需要这种眼睛。
三是探索新的计算与实现方式;
信息领域经过多年积累已经发展出了十几种广泛使用的计算模式,例如无线和光通信里大量使用基于快速傅里叶变换的蝶形计算模式,路由器里大量使用基于逻辑状态转移的有限状态机计算模式,AI里目前大量使用基于统计和相关的计算模式等。数学家和工程师们奋斗了这么多年,我们在计算模式上是不是已经走到了尽头,其实还有很大的空间,我们需要探索适应目标与环境的计算模式与高效实现方式,从而更好认知世界、解决问题、创造价值。
四是突破香农定理和冯诺依曼架构瓶颈;
在有别于香农定律的假设、以及更大的时空中探索信息通信,从而跨越空间的障碍,建设全球直达的能力,连接虚拟与现实世界、以及无处不在的机器。将来的真人级全息通讯,如果不压缩数据,需要接近2Tbps的带宽,以及1-5ms的时延。对于这些挑战,我们是不是有足够的理论和技术来实现呢?我认为这是可能的。
例如,在理论上,如果我们假设这个世界是有先验知识、有记忆的,就可能跳出香农1/2/3定律的限制。在工程上,一个量子级联激光器可以同时产生几百个波长,实现上百T的流量;未来如果我们能做出高重频阿秒激光器,甚至可能产生百万T的流量。这些技术如果能嫁接到无线和光领域,是不是可以成千上万倍提升通信性能?
提出10个问题和挑战,呼吁联合产学界共同开展面向未来的研究。
围绕前面4个假设与愿景,聚焦“巴斯德象限”,我们提炼出面向未来可以重点考虑的两个基础科学问题,以及8个前沿技术挑战。
第一个科学问题是机器如何认知世界,能不能建立适合机器理解世界的模型?
第二个科学问题是如何理解人的生理学模型,尤其人体八大子系统的运行机制,以及人的意图和智能?
前沿技术挑战包括:
在人机接口上如何发展新的感知和控制能力,例如脑机和肌机接口、3D显示、虚拟触觉、嗅觉、味觉等等
在健康上如何连续地、无感知地测量人的血压、血糖和心电?能不能通过AI强人工智能帮助发明新的化学药、生物药和疫苗?
在软件上如何发展以应用为中心,面向价值与体验的高效率自动化和智能化软件?
在通信上如何接近和扩展香农极限,实现区域级和全球级的高效、高性能连接?
在计算上如何发展适应性与高效率的计算模式、发展非冯·诺伊曼计算架构与非传统部件、发展可解释和可调试AI?
在材料上,如何通过AI帮助发明新的分子、催化剂和器件?
在制造上如何发展出超越传统CMOS制造的技术,达到更低成本、更高的效率?
在能源上能不能发展出安全、高效的能源转换和储能,提供按需服务?
总结
21世纪将是人类社会全面走向智能化的时代,智能化的核心是感知、连接和计算,以及由此带来对物质和现象、生命和能量等的更高认知和掌控能力。
在走向智能世界的路上,我们面临着巨大的挑战,一方面,幸福生活、高效工作、绿色环境还需要感知、连接和计算提升成百上千倍能力,另一方面,在相关科学与技术上,过去的几十年中都没有大的突破,甚至已经接近瓶颈。
周红表示,华为正以开放的心态,与全世界伙伴一起创造。面向未来,只有大胆提出假设、大胆提出愿景,敢于打破既有理论与技术瓶颈的条条框框,才能大踏步前行!
4月30日,华为计划推出线上黄大年茶思屋,希望建设成一个科学和技术交流的通道,向全社会开放。在黄大年茶思屋上,也将总结和提炼出挑战的课题,邀请全球优秀人才来一起探索创新。