新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展，新的顛覆性技術(shù)不斷涌現。9月9日，浦江創(chuàng )新論壇成果發(fā)布會(huì )在上海召開(kāi)。會(huì )上，由中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、上海市科學(xué)學(xué)研究所聯(lián)合編撰的《未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新的前沿領(lǐng)域》報告正式發(fā)布。

該報告基于對各國和地區科技政策與研發(fā)投入、論文與專(zhuān)利、專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn)與學(xué)術(shù)會(huì )議資料等科技信息的多維度分析，遴選出未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新的五大前沿領(lǐng)域——類(lèi)腦芯片、量子信息、合成生物學(xué)、綠色制氫和區塊鏈，并探討了它們的發(fā)展態(tài)勢、區域研發(fā)優(yōu)勢、技術(shù)研發(fā)方向和面臨的挑戰。

類(lèi)腦芯片：近10年來(lái)高速發(fā)展

類(lèi)腦芯片是借鑒人腦的信息處理機制發(fā)展出的新型計算芯片，近10年來(lái)高速發(fā)展。報告指出，類(lèi)腦芯片于2013年至2016年進(jìn)入快速增長(cháng)期，2016年后進(jìn)入高速增長(cháng)期。2013年之前，有關(guān)類(lèi)腦芯片的全球論文數量不足500篇，2016年升至1000篇，2022年有近4000篇。類(lèi)腦芯片專(zhuān)利申請量也在2015年后大幅上升，從2015年的不到300件升至2021年超2600件。

從國家來(lái)看，美國是全球類(lèi)腦芯片研究和應用的領(lǐng)先國家；瑞士是神經(jīng)形態(tài)芯片的發(fā)起地，其學(xué)術(shù)影響力較大；中國的類(lèi)腦芯片研究起步較晚，但在2016年與美國同步進(jìn)入快速增長(cháng)期。目前，中國在這一領(lǐng)域的基礎研究和技術(shù)研發(fā)成果數量均居全球首位，但論文仍存在學(xué)術(shù)影響力較低、研究質(zhì)量與頂級機構存在差距等問(wèn)題。

中國科學(xué)技術(shù)信息研究所副所長(cháng)劉琦巖在發(fā)布會(huì )上表示，類(lèi)腦芯片是人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎和先鋒，目前仍處于實(shí)驗室探索階段，尚存在理論建模、功耗降低、融合感存算一體化、高效感知等諸多技術(shù)瓶頸。類(lèi)腦芯片融合了腦科學(xué)、計算神經(jīng)科學(xué)、認知科學(xué)、統計物理等學(xué)科知識，需要充分調動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家參與，加強學(xué)科交叉。

量子信息：創(chuàng )新大國競爭激烈

量子信息是量子力學(xué)與信息學(xué)交叉形成的一門(mén)學(xué)科。報告顯示，在量子信息領(lǐng)域，創(chuàng )新大國競爭激烈，基礎研究和技術(shù)研發(fā)成果數量持續增加。美國在量子計算和量子測量方面優(yōu)勢明顯。中國目前的量子信息專(zhuān)利數量居全球首位，論文數量?jì)H次于美國，量子通信應用規模和產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于全球領(lǐng)先地位，但量子計算和量子測量領(lǐng)域的研究與應用水平較美國仍有一定差距。

在細分領(lǐng)域方面，量子計算的產(chǎn)業(yè)影響力最大，是量子信息領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)。樣機研發(fā)與性能提升是實(shí)現量子計算潛力的核心，超導和離子阱技術(shù)路線(xiàn)持續領(lǐng)跑，硬件技術(shù)仍處于多種方案并存發(fā)展階段；量子通信領(lǐng)域的未來(lái)方向則是基于量子隱形傳態(tài)、存儲中繼和轉換等關(guān)鍵技術(shù)，構建量子信息網(wǎng)絡(luò )；在量子測量領(lǐng)域，原子鐘、重力儀、磁力計、光量子雷達等多類(lèi)型產(chǎn)品已逐步實(shí)現商業(yè)應用。

報告指出，量子信息的前沿科技成果尚處于探索研究期，需要進(jìn)行深入的概念驗證，技術(shù)成熟度不高，轉移轉化存在諸多困難。因此，需要加強政產(chǎn)學(xué)研用各方在量子信息領(lǐng)域的溝通交流與協(xié)同創(chuàng )新，將學(xué)術(shù)力量與產(chǎn)業(yè)界資源有機結合。

合成生物學(xué)：需要政策持續支持

合成生物學(xué)是生物科學(xué)新出現的一個(gè)分支學(xué)科，是基于系統生物學(xué)的遺傳工程和工程方法的人工生物系統研究。報告指出，在合成生物學(xué)領(lǐng)域研究中，美國屬于第一梯隊，中國、日本、英國屬于第二梯隊。從全球來(lái)看，合成生物學(xué)的研究已形成比較固定的學(xué)術(shù)合作圈，在科技創(chuàng )新合作中地緣關(guān)系影響較大。

劉琦巖介紹，合成生物學(xué)的發(fā)展還處于早期階段，需要政策持續支持。目前整個(gè)行業(yè)的發(fā)展仍缺乏中長(cháng)期、明確的發(fā)展規劃。細分來(lái)看，上游工具層是合成生物學(xué)技術(shù)體系的基礎和關(guān)鍵，競爭壁壘較高，中游的數字化、人工智能化對于實(shí)現對生命系統的理性設計至關(guān)重要，技術(shù)創(chuàng )新難度均較大。解決規?；a(chǎn)難題是合成生物學(xué)的產(chǎn)品實(shí)現商業(yè)化的必由之路。此外，合成生物學(xué)研究需要生命科學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)、物理和化學(xué)等學(xué)科融合交叉。在倫理爭議、生物安全、有效監管方面也有待探索。

綠色制氫：可再生能源電解水制氫是重點(diǎn)

在新能源領(lǐng)域，綠色制氫近年來(lái)備受關(guān)注。報告介紹，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能、水能等產(chǎn)電再進(jìn)行電解水制氫，由此得到氫能，是綠色制氫的研發(fā)重點(diǎn)，在商業(yè)上將可以與煤、油等化石能源競爭，但仍存在材料成本、催化劑活性、氣體擴散層等技術(shù)挑戰。

在研發(fā)路線(xiàn)上，中國、美國、德國、加拿大、印度、英國側重于質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)；韓國、意大利、日本以堿性電解水技術(shù)為研發(fā)重點(diǎn)；法國以固體氧化物電解水為主。

從國際競爭來(lái)看，在綠色制氫上，日本的技術(shù)研發(fā)專(zhuān)利數量居全球首位，具有絕對優(yōu)勢。中國的專(zhuān)利申請量?jì)H次于日本，但是缺少全球布局。世界排名前20位的頂尖研發(fā)機構中，日本有15個(gè)，且均為企業(yè)。中國有3個(gè)機構入圍，但僅有華能集團1個(gè)企業(yè)。中國的研發(fā)力量仍以高校和研究所為主，這容易造成產(chǎn)業(yè)需求與研發(fā)方向脫節，研發(fā)成果不易轉化成產(chǎn)品。

區塊鏈：中國研發(fā)水平全球領(lǐng)先

區塊鏈本質(zhì)上是一種去中心化的分布式數據庫，是分布式數據存儲、多中心的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機制和加密算法等多種技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng )新應用模式。

區塊鏈已經(jīng)在全球金融、物流運輸、醫療保健等多個(gè)行業(yè)得到應用。未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的成熟和認知的提升，預計將有更多行業(yè)開(kāi)始探索和采用區塊鏈技術(shù)。隨著(zhù)區塊鏈應用的增加，個(gè)人隱私和身份驗證問(wèn)題變得更加重要。

在科技創(chuàng )新上，全球創(chuàng )新大國在區塊鏈領(lǐng)域的基礎研究中合作較為密切，近一半論文由多個(gè)國家或地區合作完成。其中，中國與美國的合作頻次居首位。當前，區塊鏈技術(shù)研發(fā)主要集中在上游數據層、合約層，以及下游金融領(lǐng)域。中國在上、中、下游各個(gè)層面的論文和專(zhuān)利數均處于絕對優(yōu)勢地位，這一點(diǎn)尤其體現在基礎研究中的聯(lián)盟鏈、共識層，以及技術(shù)研發(fā)中的聯(lián)盟鏈、物流運輸等方面。由此可見(jiàn)，中國在區塊鏈領(lǐng)域的基礎研究與技術(shù)研發(fā)水平均全球領(lǐng)先。

來(lái)源：《光明日報》