编者的话

当前，数据正在呈现爆炸式增长，世界已经进入一个计算变革的前夜，一批如高性能计算、量子计算、认知计算、异构计算、类脑计算等面向未来的计算技术与产品纷至沓来。以未来计算为核心的“大计算”时代已经慢慢揭开面纱，全球发达经济体正在这一领域纷纷开展前沿布局抢占先机。我们必须紧紧牵住核心技术自主创新这个“牛鼻子”，积极推动计算技术的发展，从而积极抢占全球技术创新竞争高地，真正实现信息科技与产业“换道超车”。

把握全球计算科学领域发展趋势

▉ 发达国家积极布局 ▉ 政军产学研协同攻坚

▉ 产业链演进融合创新 ▉ 把握无处不在的计算需求

目前，世界多国政府、高校、科研机构、智库等正在未来计算领域的基础研究、应用研究和战略前沿领域研究方面加速推进，从战略、技术、产业、应用多层次全方位布局。

其一，发达国家未雨绸缪，战略清晰。目前，虽然单一国家在未来计算核心计算体系、计算原理领域尚未形成独有优势，但在战略布局层面，以美国为首的发达国家在未来计算技术发展战略层面出台一系列发展规划、战略路线图，全面涵盖综合型、专项型、项目型，加快推进前沿计算技术、产品的研发及专业化步伐。总体来说，各国在近年来逐步开始尖端信息技术发展战略部署，同时将云计算、大数据相关领域视为战略重点和切入点，将大数据领域的技术革新视为从侧面加强整体计算能力的重要手段；后续过程中量子计算、高性能计算及人工智能技术几乎成为各国共同的发展重点，并逐步向应用拓展。

其二，政军产学研协同攻坚初现端倪。世界多国在制定战略路线图的同时，倾向于配套设置专项预算或者政策资金扶持未来计算项目，同时，政、军、产、学、研的多方合作成为基础技术研发的重要手段。

其三，产业链演进融合创新取得成效。技术方面，各国正在从计算机原理、材料、工艺、器件、设备、系统算法、应用的全链条和全体系上试图突破创新，在多领域取得一定成果。从整体研发路径来看存在新旧并进的特点，一方面主要包括传统基础设施算法的优化提升，开发高性能计算机、面向云和大数据的网络计算设施、异构网络计算系统等；另一方面更侧重新型计算设备的研发、新型计算原理突破与新的计算应用领域拓展，开发以量子计算机、光子计算机为代表的新型计算设备等。与经典计算机的产业链相似，未来计算的产业链也包含硬件、软件、服务等层次，从全球发达国家的布局来看，对硬件设施与软件算法同时大力支持，基本上成为通用手段。硬件包含传统计算基础设施优化与新型计算设备研发；软件则指新的计算架构与计算原理，目前类脑计算、感知计算、认知计算领域已有重大突破。

技术最终目标往往离不开产业化。信息技术的普及在培育形成新一代信息技术产业体系的同时，推动多产业领域跨界融合。目前，德国工业4.0、中国制造2025等基于前沿信息技术的产业发展战略正推动传统产业从单一层面的信息技术应用向整体性融合跃升，而基于未来计算技术的新型信息技术产业将加速这一跃升，并形成真正自动化、智能化的计算型产业新体系。一方面，各国在未来计算自身产业化发展的成果已证实，未来计算自身产业发展前景广阔；同时，未来计算凭借其在数据运算和处理上的优势，对现有信息技术的优化、改进和提升潜力巨大，一批互联网领先企业利用高性能计算、异构计算、认知计算等新型软硬件解决方案聚力攻坚，突破瓶颈问题。另一方面，以类脑智能为代表的未来计算技术作用于制造流程，使生产设备成为具有自我控制能力的智能机器，使数据信息成为新型生产过程的输入原料。使输出产品的智能化属性愈发增强，使智能机器能够自组织协作，构成当今时代先进的社会生产方式。因此，未来计算技术的不断进步和成熟，必将一步步助推形成计算型产业新体系。

其四，把握无处不在的计算需求?？梢钥隙ǖ氖牵蠢?，计算将普遍存在于经济社会的各个角落，城市部件、生活事件、社会事务、产业创新等都成为计算能力融合的创新突破点。目前，未来计算技术的应用尚处于初级阶段，已成型应用大都以国际知名互联网企业为主导，以输出新的服务或产品为目标，推进各领域应用研发。服务方面，如微软推出的城市计算基本框架，通过不断获取、整合和分析城市中多种异构大数据来处理环境恶化、交通拥堵、能耗增加、规划落户等重点问题。产品方面，新一代iWatch、谷歌眼镜及智能手表、手环等产品逐渐丰富感知交互功能；“百度大脑”已建成超大规模的神经网络，拥有万亿参数、千亿样本、千亿特征训练，能模拟人脑的工作机制，等等。

从各国的着手领域发展现状来看，核心计算与各类社会行为的深度融合趋势已经显现，在科学研究、生命科学、社会分析、城市运营、人类生活等社会行为领域形成了全方位渗透融合态势，全计算型社会渐显雏形。前沿计算技术支撑下的未来研究方法，将全面释放人力研究，以爆炸性数据驱动，完成从模拟仿真到分析仿真，形成最终理论，目前在雾霾预测领域已有例证。未来计算在精准医疗、基因研究方面的实践，在解决传统计算时代生命科学领域难题方面，也表现出了强有力的作用。从城市管理与运行来看，未来计算赋予城市“自运行”能力，也似乎为城市管理者提供了一种更为简便的操作方式，等等。

我国如何实现信息产业“换道超车”

▉ 把握全景式战略布局 ▉ 理顺政产学研合作链条

▉ 打造未来计算技术体系 ▉ 推进产业向中高端跃升

一个国家的计算能力毋庸置疑已经成了现代国家战略力量的一个重要组成部分，传统计算和未来计算的发展都需要一个循序渐进的过程，我国在计算领域起步较晚，但经过多年的技术攻坚，我们可能会实现从“跟跑者”到“并行者”“领跑者”，实现信息产业“换道超车”。

未来计算技术在产业中的探索性应用，逐渐在数据处理和逻辑处理能力上凸显优势，与智能化、泛在化、融合化的产业发展趋势更为贴合。通过重大科技专项等措施，我国已在高性能计算领域取得突出成绩，并且在类脑计算领域重点布局。目前，各国在未来计算产业应用层面尚处于探索尝试阶段的同一起跑线上。未来计算领域将成为改变我国信息科技领域路径依赖现状的一个重要抓手。

第一，把握全景式战略布局。目前，我国在未来计算相关领域战略部署尚不够完善。今后，未来计算的技术研发必将形成你追我赶的激烈竞争局面，我国若能配套出台覆盖未来计算全链条的全景性战略路线图，准确判断未来计算技术前沿、颠覆性技术突破方向，超前部署，形成科学的未来计算产业发展顶层设计，我国改造革新计算的步伐将更为合理，路径将更为明确。

第二，理顺政产学研合作链条。从目前全球推进情况来看，未来计算领域令人瞩目的重大成果很难依靠单一载体完成。我国目前各载体在推进层面仍限于单打独斗的形式，尚未打通前沿计算领域产、学、研重要载体，科研、应用和产业化链条存在环节缺失，在整体资源汇聚与创新能力方面仍有提高空间。将国外优秀的未来计算产学研合作模式加以分析，取其精华为我所用，迅速形成重大技术突破甚至研发出尖端产品，将有可能在这一前沿领域扭转我国核心技术长期“跟跑”的尴尬局面，实现从技术到产业的“换道超车”。

第三，打造自主可控未来计算技术体系。目前，我国高性能计算硬件和量子计算国际地位较高，逐渐从国际竞赛“旁观者”转变为“贡献者”，初步奠定了我国计算大国的地位。在持续性投入助力下，将形成优势技术产业发展的良性循环，但长期以来存在的“重硬轻软”现象，导致新算法和新原理的研究相对滞后。因此，我国在保持原有优势的基础上，应对软件给予政策倾斜及资金扶持，关注整体架构、算法研究和软件工程层次的精深研发，形成软硬结合的全链条错位布局，打造更为完善的自主可控的未来计算技术体系。

第四，推进产业和产品向价值链中高端跃升。当前，我国未来计算产业应用处于软硬件智能化探索的萌芽阶段，在软件和信息服务业得到初步应用，尚未形成示范效应，距离形成新的产业体系还有较大差距。我国应未雨绸缪、提前布局抢占先机，重视用户和数据等新型生产要素，探索前沿技术与现有产业的融合应用，推进试点示范，引导企业差异化发展，加速科技成果转化和产业化，推动重大颠覆性技术创新形成新产业、新业态，逐步优化现代信息技术产业体系。

作者：工业和信息化部电子科学技术情报研究所所长 尹丽波