新冠肺炎疫情持續(xù)延宕，世界經(jīng)濟復蘇震蕩不定，與此同時，數(shù)字科技正前所未有地滲透到經(jīng)濟社會的方 方面面，一個更加智能泛在、虛實共生的時空正在全面展開。
騰訊于2020年發(fā)起了《數(shù)字科技前沿應用趨勢》研究項目，其中的很多預判已成為行業(yè)熱點，人工智能等數(shù)字技術在醫(yī)療、自動駕駛、安全等領域的應用深入開展，沉浸式媒體、數(shù)字虛擬人、虛實集成打開了全真數(shù)字世界的大門。
新一年，騰訊繼續(xù)聚焦近未來有望落地的科技趨勢，凝練出三大類、十個重點方向：云原生、人工智能、未來網(wǎng)絡、云安全、量子計算等領域的新變革有望重塑信息基礎設施；空天科技、能源互聯(lián)網(wǎng)、復雜任務服務機器人與信息技術的融合正迸發(fā)出強勁的跨界創(chuàng)新勢能；萬物孿生、擴展現(xiàn)實將進一步連通虛實世界，為人們創(chuàng)造全新的體驗和數(shù)字生產(chǎn)力，讓虛擬世界更真實、讓真實世界更豐富。
趨勢1：云原生加速IT體系邁進全云時代
云原生是一種IT技術方式，使組織能夠在云計算環(huán)境中構(gòu)建和運行可擴展的應用。隨著數(shù)字化的普及和深入，海量數(shù)據(jù)實時、靈活處理的情況日益普遍，傳統(tǒng)IT架構(gòu)越來越難以適應。云原生通過容器、服務網(wǎng)格、微服務、不可變基礎設施和聲明式API等關鍵技術，使松散耦合的系統(tǒng)具有彈性、可管理性和可觀察性，能夠更低成本、高效地調(diào)用各類云計算資源向業(yè)務交付應用，推動IT體系向全面云化的新階段演進。
首先，無服務器計算（Serverless）興起，正在成為云原生加速發(fā)展的新路徑。其次，分布式云將有效拓展云原生業(yè)務構(gòu)建的物理邊界，大幅減輕用戶多云管理負擔。最后，異構(gòu)計算促進軟硬件相互定義和融合發(fā)展，推動云原生基礎設施性能持續(xù)突破瓶頸。
雖然云原生已經(jīng)成為主流探索方向，但涉及IT體系的整體變革仍面臨不少挑戰(zhàn)。主要有：一是云原生資源的多變性影響IT體系全鏈條的可觀測性。二是云原生實踐過程中遷移和管理復雜度較高。三是數(shù)據(jù)隱私和安全風險也是影響云原生發(fā)展的關鍵問題。
未來，伴隨著云原生操作系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展和完善，在多云、混合云場景下提供一致的產(chǎn)品服務和體驗將成為業(yè)界共同努力的方向。傳統(tǒng)的公有云邊界有望突破，公有云的產(chǎn)品將“延伸”到任何用戶需要的環(huán)境中，不同的物理位置均可提供云原生服務，加速數(shù)字業(yè)務云上的閉環(huán)。
趨勢2：量子計算NISQ時期仍將持續(xù)
2021年是量子計算界備受矚目的一年，中國連續(xù)兩次實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性，國際上量子計算企業(yè)獲得風險投資首次突破10億美元，量子比特數(shù)量實現(xiàn)較大規(guī)模增長，國內(nèi)“祖沖之二號”量子比特數(shù)量已達66個，國際上推出了127量子比特超導量子處理器以及基于中性原子的256量子比特模擬器，軟件開發(fā)和算法應用也在加緊實驗探索中。
當前，量子計算處于NISQ（含噪聲中等規(guī)模量子）時代。產(chǎn)業(yè)界均在努力增加量子比特數(shù)量，提升單個量子比特的質(zhì)量。
2022年，將是量子計算繼續(xù)積蓄力量之年。隨著100+量子比特設備的推出，需要開發(fā)適用于更大規(guī)模量子計算機的軟硬件相關技術，為未來通用量子計算機的實現(xiàn)打好基礎。
硬件方面，主流量子計算硬件技術（如超導、離子阱、光量子等）將并行發(fā)展，按照一些國際大公司公布的路線圖，兩到三年內(nèi)，量子計算有望突破1000量子比特。軟件算法方面，預計在2023年前后，量子計算有希望開始在若干領域（例如組合優(yōu)化、量子化學、機器學習等）實現(xiàn)具有應用價值的專用量子模擬機。
趨勢3：人工智能邁向普適化和工業(yè)化新階段
近年來，人工智能已經(jīng)在語音、圖像、視頻和自然語言處理等領域取得了長足的進展，并在一些特定的任務上超越了人的能力，尤其是一些突破性的成果，諸如Alpha Fold2破解困擾生物學界50多年的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測難題，讓人們再次驚嘆和期待人工智能改變世界的無限可能。在重點應用方面，融合了語音識別、語音合成、自然語言處理、多模態(tài)建模、知識圖譜、3D視覺技術和語音驅(qū)動面部動畫的數(shù)字虛擬人技術成為熱點，從虛擬客服、虛擬主播、虛擬偶像到各行業(yè)的數(shù)字員工，數(shù)字人正在以更快的速度融入到經(jīng)濟社會中，推動虛擬世界和現(xiàn)實世界的進一步融合。作為人工智能集大成者的自動駕駛持續(xù)火熱，傳統(tǒng)車廠、造車新勢力和跨界者紛紛加速布局，在國內(nèi)數(shù)十個城市全面展開了自動駕駛的測試和運營。
人工智能的大規(guī)模應用仍然面臨技術瓶頸，如依賴大量標注數(shù)據(jù)、模型泛化能力弱、魯棒性較弱、研發(fā)效率低、部分行業(yè)數(shù)據(jù)量少等問題，限制了產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。但這些問題隨著超大模型、一站式機器學習平臺、小樣本學習等技術的加速演進，有望得到解決，進一步推動人工智能向更加普適化和工業(yè)化的方向邁進。
超大模型將加速通用人工智能進程，推動算法普適化。小樣本學習技術破解數(shù)據(jù)缺乏難題，助力更多行業(yè)智能化。一站式機器學習平臺有望成為人工智能研發(fā)基礎設施，推動模型工業(yè)化。人工智能在產(chǎn)業(yè)落地中，還面臨一些模型本身的問題和外部安全風險。
趨勢4：云網(wǎng)融合構(gòu)建“連接升維”
得益于信息通信技術的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)從發(fā)端時主要聚焦在科研逐步向消費型網(wǎng)絡發(fā)展，目前正向生產(chǎn)型網(wǎng)絡不斷演進，未來網(wǎng)絡將從信息傳輸向產(chǎn)業(yè)服務轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡將更加智能化、便捷化。
通感一體塑造全真全感互聯(lián)。從1G到5G時代，通信能力和感知能力是相互獨立的，進入后5G時代后，隨著通信頻譜向毫米波、太赫茲、可見光擴展，與傳統(tǒng)的感知頻譜重合，使得通信與感知融合成為了可能。
AI構(gòu)建智慧化網(wǎng)絡。將人工智能與無線通信相結(jié)合，通過構(gòu)建新型無線AI網(wǎng)絡架構(gòu)和協(xié)議，可以顯著提升網(wǎng)絡智能，促進感知、通信與計算的深度融合。AI網(wǎng)絡提供的低碳節(jié)能的開放生態(tài)，將持續(xù)推動周邊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已成為行業(yè)公認的發(fā)展趨勢。
空天地一體化組網(wǎng)?？仗斓匾惑w化指的是天基（高軌/中軌/低軌衛(wèi)星）、空基（臨空/高空/低空飛行器）等網(wǎng)絡與地基（蜂窩/WiFi/有線）網(wǎng)絡的深度融合，在系統(tǒng)層面實現(xiàn)地面與非地面網(wǎng)絡的全面一體化，在協(xié)議、網(wǎng)絡、業(yè)務、終端等方面實現(xiàn)深度融合。
趨勢5：疫后新需求按下云原生安全發(fā)展快進鍵
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與業(yè)務上云成為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢，傳統(tǒng)企業(yè)保護邊界逐漸被瓦解，平臺、業(yè)務、用戶、終端呈現(xiàn)出多樣化趨勢，邊界消融導致攻擊面逐漸增多，帶來更多安全風險。如何構(gòu)建企業(yè)的“主動免疫”體系，成為業(yè)內(nèi)關注的焦點。
零信任重塑安全新邊界。零信任作為一種基于動態(tài)身份認證和授權(quán)的安全理念框架，對訪問控制進行顛覆式創(chuàng)新，引導安全體系架構(gòu)從以“網(wǎng)絡為中心”向“身份為中心”進行演化升級。
云上安全防御將成為抵御勒索攻擊最優(yōu)解。勒索攻擊已經(jīng)成為全球經(jīng)濟面臨的嚴重威脅之一，企業(yè)遭受攻擊不再是“會不會”的問題，而是“何時”的問題，勒索攻擊儼然成為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的“流行病”。從技術層面來講，可通過聚焦零信任、威脅檢測等安全前沿技術，保障云平臺和云上業(yè)務安全。云原生安全產(chǎn)品由于自適應、全生命周期防護的顯著優(yōu)勢，是兼顧成本、效率及安全的云上安全防御“最優(yōu)解”。
擴展威脅檢測與響應（Extended Detectionand Response，簡稱“XDR”）有望提升組織整體網(wǎng)絡安全風險響應速度。以大數(shù)據(jù)分析、自動化技術為核心，融合多種威脅檢測能力的XDR技術將有效應對利用人工智能技術發(fā)起的自動攻擊。在檢測方面，XDR將幫助用戶對資產(chǎn)、漏洞、威脅、事件進行排查，從而快速了解網(wǎng)絡的暴露面和重點攻擊手法，提前針對性制定防御策略。
趨勢6：多路徑并行演進推動萬物孿生
數(shù)字孿生成為理解和優(yōu)化物理實體的中間件。數(shù)字孿生具備實時感知、虛實映射、人機交互等多種能力，可以幫助人們通過對虛擬空間的觀察和交互，去理解和優(yōu)化真實的物理空間。
行業(yè)建模工具通過融合多類技術向?qū)崟r化、顯性化和友好交互方向演進。一是通過融合高性能計算、5G傳輸、云渲染等技術，從計算、傳輸、呈現(xiàn)多個角度全面提升實時性。二是借助3D展示、模型輕量化等技術實現(xiàn)顯性化表達，降低理解門檻。三是通過結(jié)合AR/VR提升交互友好性性，工業(yè)、城市、醫(yī)療等領域的建模工具均加速豐富接口和數(shù)據(jù)格式，以適配虛擬現(xiàn)實平臺，實現(xiàn)數(shù)字孿生和虛擬現(xiàn)實的融合應用。
游戲引擎為行業(yè)數(shù)字孿生構(gòu)建提供新型路徑。一方面游戲引擎憑借其模擬逼真、渲染實時、開發(fā)便捷的特點成為當下產(chǎn)業(yè)界實踐數(shù)字孿生平臺的路徑；另一方面，游戲引擎逐步融合行業(yè)知識和前沿技術來提升數(shù)字孿生的應用能力。
趨勢7：硬件迭代驅(qū)動擴展現(xiàn)實（XR）產(chǎn)業(yè)拐點到來
VR光學、顯示、定位和交互等硬件技術發(fā)展方向和思路比較明確，超短焦的光學設計、Micro-LED、更輕便的交互控制器將是未來方向。
VR硬件發(fā)展路徑基本明朗。VR頭顯將進一步輕薄化，光學方案將在保障顯示效果前提下，由目前主流的菲涅爾透鏡向更輕薄的超短焦技術路線發(fā)展，產(chǎn)品將更加輕薄，重量將進一步降低，佩戴體驗將更加友好。
和VR相比，AR硬件仍在成熟過程中，短時間內(nèi)多種技術路線將會并存。光學和顯示是AR產(chǎn)品的核心。
以手機為顯示終端的VR360或全景視頻發(fā)展迅速。目前VR360已經(jīng)在看房、文旅、會展等場景中得到大范圍的應用。一些互聯(lián)網(wǎng)視頻網(wǎng)站和生活服務網(wǎng)站，也將其作為重要流量入口，并融入到現(xiàn)有業(yè)務和商業(yè)邏輯中。
趨勢8：多模態(tài)融合驅(qū)動復雜任務服務機器人進入家庭生活
家庭是典型的非標場景，對機器人技術成熟度要求遠高于工業(yè)和商用，且可為機器人支付的成本相對有限。
感知、理解、控制是智能機器人的三個核心模塊。未來3-5年，多模態(tài)融合感知、非結(jié)構(gòu)化場景AI分析與柔性本體技術將取得突破，助推可執(zhí)行復雜任務的智能服務機器人進入家庭生活。多模態(tài)融合感知技術的普遍應用，提升了機器人環(huán)境感知能力，加速了服務機器人適配家庭需求的進程。
展望未來，隨著物聯(lián)感知設備價格親民化、減速機國產(chǎn)化、開發(fā)者生態(tài)的不斷完善等，更穩(wěn)定、更便宜的消費級機器人變成可能。但機器人成為家庭生活的智能執(zhí)行體和標配“成員”，仍需經(jīng)歷更長的發(fā)展期。
趨勢9：雙碳目標倒逼能源互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展
隨著新能源技術與信息技術的發(fā)展和成熟，能源互聯(lián)網(wǎng)成為雙碳背景下能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要解決方案?？梢灶A見，未來電網(wǎng)的源、荷、儲三端將會發(fā)生重大變化：在源端，波動的清潔能源將大規(guī)模、高比例地接入電網(wǎng)；在負荷側(cè)，大量用戶將迎來參與發(fā)電和儲能的“新身份”；在儲能方面，大量電化學儲能技術的發(fā)展，尤其是氫儲能技術，將大大降低能量的存儲與運輸成本。這些變化將給能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來重大變革：在能量層，建設多能互補的綜合能源系統(tǒng)，以匹配多變的能源供需；在信息層，通過建設電力-交通耦合網(wǎng)絡、電力-算力耦合網(wǎng)絡等，實現(xiàn)智慧的能源管理和控制；在價值層，能源互聯(lián)網(wǎng)的建設需要探索能源共享經(jīng)濟，引導全民參與，實現(xiàn)共建共享共贏。
源、荷、儲三端的快速變化，帶來了對“網(wǎng)”端一體化、數(shù)字化的改造、優(yōu)化需求，互聯(lián)網(wǎng)技術與原有能源系統(tǒng)耦合的不斷加深，正在加速能源互聯(lián)網(wǎng)技術的成熟和落地?；跇?gòu)建綠色低碳、安全高效和開放共享的能源生態(tài)的目標，三大技術趨勢正在加速形成：能量層，綠色、低碳的綜合能源網(wǎng)絡將日益重要。
能源互聯(lián)網(wǎng)是一個復雜巨系統(tǒng)，雙碳目標下，其主體不應再局限于兩大電網(wǎng)和傳統(tǒng)新能源公司，而是將有更多互聯(lián)網(wǎng)公司、數(shù)字化公司、金融公司、綜合能源服務公司參與其中，通過構(gòu)建“清潔低碳、安全高效、開放共享”的新型能源生態(tài)系統(tǒng)，共同探索雙碳目標的快捷安全達成路徑。
趨勢10：星地協(xié)同智能化開啟“大航天”時代
太空在經(jīng)濟、社會、軍事等領域發(fā)揮著舉足輕重的地位，成為新一輪國家競爭的制高點。航天智能化水平快速提升，成為技術創(chuàng)新與突破的新平臺。
星地智能化協(xié)同，提升衛(wèi)星海量數(shù)據(jù)智能化處理能力。一方面，為了應對海量數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)衛(wèi)星較弱的數(shù)據(jù)處理能力之間的矛盾，衛(wèi)星需要通過AI算法對海量數(shù)據(jù)進行預處理。另一方面將地面數(shù)據(jù)中心“發(fā)射到太空”。衛(wèi)星上預處理完的有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心具備的AI算法和大數(shù)據(jù)處理能力可以對接收的數(shù)據(jù)進行二次計算，實現(xiàn)分析處理快速響應。
人工智能技術助力衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融入千行百業(yè)。利用計算機視覺技術將是衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理的重要趨勢，通過深度學習技術可以在確保成果質(zhì)量的基礎上，大幅提升效率，正融入不同應用場景。
航天商業(yè)化將開啟大眾服務窗口。航天的產(chǎn)品設計不再追求宇航級質(zhì)量和要求，更加注重現(xiàn)有技術的不斷迭代和工業(yè)化量產(chǎn)。太空旅行、空間站商業(yè)化、太空電影拍攝逐步向大眾市場普及。
