阿里巴巴達(dá)摩院成立于 2017 年 10 月，達(dá)摩院的使命是探索科技未知，以人類愿景為驅(qū)動(dòng)力，開(kāi)展基礎(chǔ)科學(xué)和顛覆式技術(shù)創(chuàng)新研究。目前，達(dá)摩院專注機(jī)器智能、數(shù)據(jù)計(jì)算、機(jī)器人、金融科技和 X 等研究方向，也即“4+X”研究領(lǐng)域，現(xiàn)設(shè) 14 個(gè)實(shí)驗(yàn)室：

成立 3 年來(lái)，達(dá)摩院招募了 10 位 IEEE Fellow 級(jí)別大牛，30 多位知名大學(xué)教授。他們擁有與達(dá)摩院高度相似的事業(yè)取向：科研方面成名成家只是其一，他們更想看到最牛的技術(shù)落地應(yīng)用、服務(wù)于普羅大眾。三年間，達(dá)摩院完成了一座一流研究院的建制，搭建了完整的科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)品的研究體系；先后在國(guó)際頂級(jí)技術(shù)賽事上獲得 60 多項(xiàng)世界第一，發(fā)表 1000 多篇國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊論文；成功孵化了兩家高科技企業(yè)——平頭哥半導(dǎo)體公司和小蠻驢智能科技有限公司。

自 2019 年開(kāi)始，阿里達(dá)摩院基于自身研究及實(shí)踐，與學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的頂級(jí)腦力協(xié)作，最終輸出對(duì)科技趨勢(shì)的預(yù)判。趨勢(shì)方向的選擇綜合考量了技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)前景和社會(huì)價(jià)值等維度。

在接受 InfoQ 采訪時(shí)，阿里巴巴達(dá)摩院高級(jí)專家朱迅垚表示，過(guò)去三年的技術(shù)變遷歸根結(jié)底包括兩個(gè)維度：基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用突破。例如，在技術(shù)上，材料科學(xué)、量子技術(shù)在過(guò)去幾年都有突破性的進(jìn)展，這些突破性成果也不再局限于實(shí)驗(yàn)室階段；此外，AI、5G 以及云計(jì)算等技術(shù)在過(guò)去幾年都已經(jīng)逐步成熟，這些技術(shù)不再是孤立的存在，它們正在相互融合產(chǎn)生新的化學(xué)反應(yīng)，為制造業(yè)、農(nóng)業(yè)以及物流等領(lǐng)域提供創(chuàng)新解決方案，但傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型依舊處于起步階段，因此未來(lái)幾年前沿科學(xué)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合會(huì)進(jìn)一步爆發(fā)。

那么，達(dá)摩院這三年榜上有名的技術(shù)趨勢(shì)如今進(jìn)展如何？

InfoQ：2020 年，達(dá)摩院在預(yù)測(cè)中表示量子計(jì)算進(jìn)入攻堅(jiān)期，2021 年則表示量子糾錯(cuò)和實(shí)用優(yōu)勢(shì)成為核心命題，我們可以理解為量子計(jì)算的攻堅(jiān)期已經(jīng)半年，2021 年有希望看到實(shí)用價(jià)值嗎？

阿里達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人施堯耘： 量子計(jì)算的攻堅(jiān)期將會(huì)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的漫長(zhǎng)的過(guò)程。不可置疑的實(shí)用優(yōu)勢(shì)如果能在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)，那將會(huì)是一個(gè)出乎意料的驚喜。

通過(guò)糾錯(cuò)的體系結(jié)構(gòu)達(dá)到實(shí)用優(yōu)勢(shì)非常有挑戰(zhàn)。目前公開(kāi)的結(jié)果中，2 比特門平均保真度超過(guò) 99.9% 都沒(méi)做到，而超高精度的系統(tǒng)需要的比特?cái)?shù)更多。不少研究者希望繞過(guò)糾錯(cuò)，以較好精度和一定規(guī)模（比如百級(jí)比特）的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)用優(yōu)勢(shì)。比如，2021 我們至少會(huì)看到更多的論文，用不經(jīng)糾錯(cuò)的量子芯片模擬量子物理。雖然這樣的工作對(duì)糾錯(cuò)的體系結(jié)構(gòu)不一定有直接的幫助，但也將鼓舞人心。

阿里達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室聚焦量子硬件的實(shí)現(xiàn)，比如糾錯(cuò)的大規(guī)模通用量子計(jì)算的硬件實(shí)現(xiàn)。量子計(jì)算是個(gè)長(zhǎng)跑，需要有打持久戰(zhàn)的戰(zhàn)略定力。

InfoQ：過(guò)去一年，我們也看到了一些大廠發(fā)布的量子機(jī)器學(xué)習(xí)工具，除了當(dāng)下掀起了一波“遇事不絕，量子力學(xué)”的討論，并沒(méi)有對(duì)普通開(kāi)發(fā)者的工作帶來(lái)什么實(shí)質(zhì)性的變化，這種情況下，我們還應(yīng)該繼續(xù)相信量子計(jì)算嗎？

施堯耘： 機(jī)器學(xué)習(xí)的成功有賴于海量的數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的算力。量子計(jì)算機(jī)的硬件目前還處于非常原始的水平，所以量子機(jī)器學(xué)習(xí)目前也還屬于基礎(chǔ)研究階段。

探索未來(lái)技術(shù)不僅需要有投資未來(lái)的視野，更需要好奇心。量子計(jì)算的“玩家”屬于小眾并不奇怪。這份好奇，在探索的過(guò)程本身就可以得到滿足。對(duì)于“量子優(yōu)越性”，當(dāng)前也有很多成果可提供證明。

“玩”量子計(jì)算的門檻正在急速降低。越來(lái)越多科學(xué)家和工程師貢獻(xiàn)于開(kāi)源項(xiàng)目，這些開(kāi)源項(xiàng)目打造了越來(lái)越復(fù)雜和強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，更有力地推動(dòng)著整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。吸引和幫助更多工程師和研究人員探索前沿、推動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步，這是我們作為基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)的一個(gè)工作目標(biāo)，也是達(dá)摩院社會(huì)責(zé)任的一部分。量子實(shí)驗(yàn)室不久前開(kāi)源了阿里云量子開(kāi)發(fā)平臺(tái)，未來(lái)也會(huì)有更多的開(kāi)源項(xiàng)目。我們的硬件實(shí)驗(yàn)室也計(jì)劃以多種方式幫助學(xué)術(shù)界研究超導(dǎo)量子芯片。具體而言，我們的超導(dǎo)量子比特基于“fluxonium”，原理上我們認(rèn)為比主流的”transmon”更優(yōu)越，更有可能達(dá)到超高精度。我們已經(jīng)在無(wú)人區(qū)中前進(jìn)了一年多，期待有更多的學(xué)術(shù)同仁一起努力，探索這個(gè)非常有潛力的新路線。

在 2019 年的技術(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)中，達(dá)摩院預(yù)言自動(dòng)駕駛將進(jìn)入冷靜發(fā)展期：?jiǎn)渭円揽俊皢诬囍悄堋钡姆绞礁镄缕?，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)終極的無(wú)人駕駛，但并不意味著自動(dòng)駕駛完全進(jìn)入寒冬。車路協(xié)同技術(shù)路線，會(huì)加快無(wú)人駕駛的到來(lái)。在未來(lái) 2-3 年內(nèi)，以物流、運(yùn)輸?shù)认薅▓?chǎng)景為代表的自動(dòng)駕駛商業(yè)化應(yīng)用會(huì)迎來(lái)新的進(jìn)展，例如固定線路公交、無(wú)人配送、園區(qū)微循環(huán)等商用場(chǎng)景將快速落地。

2020 年，疫情給了這個(gè)領(lǐng)域很好的推動(dòng)力，真正加速了自動(dòng)駕駛的部署。曾有自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的企業(yè)對(duì) InfoQ 表示：從訂單數(shù)量來(lái)看，3 月份之后就開(kāi)始快速增長(zhǎng)，保守估計(jì) 2020 年相比 2019 年至少有幾倍的提升，尤其是在物流、運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)景。這一點(diǎn)基本與達(dá)摩院 2019 年給出的預(yù)測(cè)相吻合。

InfoQ：然而，在隨后兩年的預(yù)測(cè)中再也沒(méi)有出現(xiàn)自動(dòng)駕駛的身影，達(dá)摩院對(duì)這一技術(shù)的判斷是什么樣的呢？

達(dá)摩院自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室資深算法專家陳俊波： 目前，L4 級(jí)別限定場(chǎng)景的無(wú)人駕駛，例如末端物流等場(chǎng)景，加速進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段。L2 級(jí)乘用車輔助駕駛進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，成為汽車行業(yè)的標(biāo)配。L4 級(jí)別乘用車仍然會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累演進(jìn)的過(guò)程，隨著人工智能算法、傳感器、計(jì)算平臺(tái)、線控底盤等技術(shù)的發(fā)展，有望在 5-10 年左右逐步迎來(lái)商業(yè)落地階段，全方位提升人們的出行，物流等各個(gè)領(lǐng)域的智能性，便捷性。

2020 年，我們隔三差五就可以看到 AI+ 醫(yī)療的新聞，由于新冠肺炎的爆發(fā)，AI 第一次大規(guī)模參與到公共衛(wèi)生事件中。疫情期間，AI 算法及相關(guān)算力已在疫情咨詢、病毒基因分析、CT 影像診斷等多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用，大幅提升了一線工作人員的效率。

InfoQ：我們感受到 AI+ 醫(yī)療在 2020 年已經(jīng)成為趨勢(shì)，達(dá)摩院將其放在 2021 年的趨勢(shì)預(yù)測(cè)中是如何考慮的？

達(dá)摩院資深算法專家遲穎： 在醫(yī)療領(lǐng)域，藥物研發(fā)和 AI 的結(jié)合本身就是公認(rèn)的趨勢(shì)，但是其實(shí)過(guò)去幾年，在國(guó)內(nèi)，整個(gè)行業(yè)在這一領(lǐng)域仍處于初級(jí)階段，只有個(gè)別廠商出現(xiàn)了成功商用的案例。我們認(rèn)為未來(lái)幾年，新型 AI 算法的迭代及算力突破將更精準(zhǔn)的、更高效地解決藥物分子靶點(diǎn)確證、化合物合成等臨床前的新藥分析和篩選。復(fù)雜的成藥性評(píng)估 /ADMET、藥物制劑（體內(nèi)輸送方式）等難題也會(huì)進(jìn)行得更加深入、細(xì)致。在疫苗研發(fā)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)化的新抗原尋找算法可以更加輕松地預(yù)防病毒 / 腫瘤等。AI 可自動(dòng)輸入有效化合物模型，然后與電腦合成產(chǎn)生的數(shù)億種不同的化學(xué)化合物對(duì)比篩選，最終快速找到疫苗的優(yōu)質(zhì)候選化合物。

過(guò)去一年，業(yè)界有不少機(jī)構(gòu)對(duì)外宣稱 AI 技術(shù)在提升藥物及疫苗研發(fā)效率方面的嘗試，但由于技術(shù)上的瓶頸，過(guò)去的研究成果仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。我們認(rèn)為，從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，AI 算法上新的突破必定和云端大算力融合，進(jìn)一步產(chǎn)生普適性的方案，從而幫助藥物及疫苗研發(fā)的降本提效。技術(shù)將在相對(duì)經(jīng)典一些的新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、化合物合成、大分子間 / 蛋白間作用力、在 Alpha Fold2 基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的蛋白結(jié)構(gòu)和折疊的模擬計(jì)算，以及更加新穎一些的單細(xì)胞基因用于精準(zhǔn)用藥和療效評(píng)估、新抗原的尋找和流程標(biāo)準(zhǔn)化用于疫苗設(shè)計(jì)等方面都會(huì)比較有希望突破。

在 2019 年的趨勢(shì)預(yù)測(cè)中，我們還可以看到 AI 領(lǐng)域一些細(xì)分技術(shù)的身影，比如語(yǔ)音 AI 技術(shù)在特定領(lǐng)域通過(guò)圖靈測(cè)試、超大規(guī)模圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將賦予機(jī)器常識(shí)。在隨后兩年的預(yù)測(cè)中，我們開(kāi)始看到 AI 技術(shù)推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以及智慧城市等的發(fā)展。

InfoQ：這是否意味著 AI 技術(shù)本身已經(jīng)走向成熟，未來(lái)值得期待的就是在各行各業(yè)的落地?

達(dá)摩院高級(jí)專家朱迅垚：AI 的發(fā)展經(jīng)歷了三次高潮，最近的一次高潮就源自是 2010 年深度學(xué)習(xí)的崛起。過(guò)去十年，深度學(xué)習(xí)在語(yǔ)音、圖像等領(lǐng)域都取得了較好的效果，這為 AI 的應(yīng)用落地提供了重要基礎(chǔ)。與此同時(shí)，云計(jì)算的成熟為各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了絕佳條件。例如，在智慧城市領(lǐng)域，云平臺(tái)可以匯聚城市感知數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)等多維數(shù)據(jù)，而 AI 算法可基于不同維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助分析，并為決策者提供建議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)城市的精細(xì)化治理。

工業(yè)智能是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)優(yōu)化閉環(huán)的關(guān)鍵。在全面感知、泛在連接、深度集成和高 效處理的基礎(chǔ)上，工業(yè)智能基于計(jì)算與算法，將以人為主的決策和反饋轉(zhuǎn)變?yōu)榛跈C(jī)器或系統(tǒng)自主建模、決策、反饋的模式，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)決策和動(dòng)態(tài)優(yōu)化提供更大的可能性。

連續(xù)兩年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)在達(dá)摩院的趨勢(shì)預(yù)測(cè)中。2020 年，達(dá)摩院預(yù)測(cè) 5G、IoT 設(shè)備、云計(jì)算、邊緣計(jì)算的迅速發(fā)展將推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合，實(shí)現(xiàn)工控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的智能化融合；2021 年，達(dá)摩院預(yù)測(cè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將從單點(diǎn)智能走向全局智能。

InfoQ：5G 尚未建設(shè)完全，是否影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全局智能時(shí)代的到來(lái)？

阿里云智能數(shù)字產(chǎn)業(yè)總經(jīng)理曾震宇： 工業(yè)智能從單點(diǎn)智能走向全局智能，關(guān)鍵點(diǎn)和困難是工業(yè)數(shù)據(jù)的打通，不僅僅是生產(chǎn)領(lǐng)域的設(shè)備類數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線、IoT 設(shè)備、工業(yè)軟件（MES、APC、PLM 等）等數(shù)據(jù)，還包括采購(gòu)、供應(yīng)鏈、銷售、物流等數(shù)據(jù)，形成工業(yè)企業(yè)的供、研、產(chǎn)、銷全鏈路數(shù)據(jù)，在這個(gè)基礎(chǔ)之上，全局智能才成為可能，可以做大業(yè)務(wù)閉環(huán)上的全局優(yōu)化。工業(yè)是 5G 的一個(gè)重要使用場(chǎng)景，會(huì)讓工業(yè)設(shè)備實(shí)時(shí)在線，工業(yè)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)入云。5G 在 C 端的使用狀況并不會(huì)影響在工業(yè)領(lǐng)域的使用，因?yàn)閮蓚€(gè)場(chǎng)景是非常不一樣的。

人類對(duì)于腦機(jī)接口的探索已經(jīng)持續(xù)了多年。20 世紀(jì) 90 年代中期以來(lái)，從實(shí)驗(yàn)中獲得的此類知識(shí)呈顯著增長(zhǎng)。在多年來(lái)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐基礎(chǔ)上，應(yīng)用于人體的早期植入設(shè)備被設(shè)計(jì)及制造出來(lái)，用于恢復(fù)損傷的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和肢體運(yùn)動(dòng)能力，這包括侵入式和非侵入式兩種方式。

有人認(rèn)為，相比于目前 AI 時(shí)代尚未成熟的語(yǔ)音交互，腦機(jī)接口或許會(huì)成為下一代主流交互方式。不過(guò)，相信并非所有人都接受：為了更好的交互體驗(yàn)而在腦袋上植入一塊芯片的操作，因此該技術(shù)一直伴隨著倫理問(wèn)題的爭(zhēng)議。

InfoQ：在 2021 年的趨勢(shì)預(yù)測(cè)中，達(dá)摩院提到腦機(jī)接口將幫助人類超越生物學(xué)極限，現(xiàn)在談此是否為時(shí)尚早？

A： 腦機(jī)接口技術(shù)并不是一個(gè)新概念，這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展（接口分植入式和非植入式），已經(jīng)逐漸從學(xué)術(shù)界滲透到創(chuàng)業(yè)圈。雖然離實(shí)用化還有很長(zhǎng)的路要走，但毫無(wú)疑問(wèn)，人類朝著大腦與機(jī)器融合的偉大目標(biāo)，向前踏出了一大步。過(guò)去一年，業(yè)界已有機(jī)構(gòu)公開(kāi)了相關(guān)技術(shù)突破，未來(lái)幾年，腦機(jī)接口的技術(shù)會(huì)進(jìn)一步成熟，同時(shí)我們也將看到越來(lái)越多的應(yīng)用案例。盡管腦機(jī)接口技術(shù)存在倫理方面的爭(zhēng)議，但人類和機(jī)器建立智能交互已是大勢(shì)所趨。因此，所有科技從業(yè)者需要思考的是，如何保障這樣的科技進(jìn)程安全地向著利于人類自身的方向發(fā)展。