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2022華為全球分析師大會:聚集當下和未來進行創新

華為第19屆全球分析師大會在深圳開幕。本屆大會採用線上與線下相結合的方式,聚焦「未來探索、產業創新、數字化與低碳化」等話題,與全球行業分析師、財經分析師、意見領袖及媒體等,共同探討未來趨勢和產業發展策略。

華為輪值董事長鬍厚崑在大會上發表了「持續創新,共建綠色智能世界」的主題演講。胡厚崑表示:「持續強化創新能力,牢牢抓住千行百業數字化、智能化發展以及人類社會低碳化發展的兩個大機遇,是華為走向未來的關鍵。」

第一,持續創新,引領產業發展。在聯接領域,持續引領產業發展。華為定義了5.5G和F5.5G產業願景,實現10Gbps無處不在,支持家庭場景下「身臨其境」的體驗需求,並滿足工業控制對實時性、可靠性的高要求。在計算領域,重新定義節點、基礎軟體及數據中心級系統架構,實現性能倍增,顯著提升能效。此外,通過打造雲上的數字內容生產線,以及構建以人為中心的全場景智慧化體驗,加速物理世界和數字世界的融合。

第二,深耕數字化,為客戶創造價值。通過完善產品和產品組合,以適配不同的行業場景;同時,提前做好產品的預集成、預驗證,把麻煩留給自己,把方便留給客戶和夥伴。以華為云為底座,堅持「一切皆服務」的理念,把基礎設施、技術以及經驗雲化、服務化,讓千行百業的客戶上雲不再困難。成立軍團,縱向縮短管理鏈條,橫向快速整合資源,聯合夥伴的產品以及能力,形成針對性的解決方案,快速響應客戶需求。

第三,聚焦供能和用能,以數字技術使能低碳發展。引入AI、雲等能力,改變光伏行業的技術路線,加速可再生能源發展。以無線站點和數據中心為發力點,使用系統級低碳方案,打造綠色ICT基礎設施。

面向未來,華為正採取積極的業務舉措,不斷增強產業韌性,有質量地活下來。胡厚崑強調,「唯有持續不斷的創新,才能帶來源源不斷的發展動力,為客戶和社會創造價值。我們希望與更多客戶與合作夥伴一起,共建綠色智能世界。」

本次分析師大會,華為還分享了面向未來的探索和思考。華為戰略研究院院長周紅在演講中提到:「我們現在對於未來的所有想像可能都是保守的,我們只有大膽提出假設、大膽提出願景,敢於打破既有理論與技術瓶頸的條條框框,才能大踏步前行。」會上,周紅提出了面向未來的10個問題和挑戰:

機器如何認知世界,能不能建立適合機器理解世界的模型?

如何理解人體的生理學模型,八大子系統的運行機制,以及人的意圖和智能?

新的感知和控制能力,腦機、肌機介面、3D 顯示、虛擬觸覺、嗅覺、味覺

如何連續、無感知地測量人的血壓、血糖和心電,強人工智慧幫助發明化學葯、生物葯和疫苗

發展以應用為中心,面向價值與體驗的高效率、自動化和智能化軟體

接近和擴展香農極限,實現區域級和全球級的高效、高性能連接

創造高適應性與高效率的計算模式,非馮·諾伊曼計算架構與非傳統部件,發展可解釋和可調試AI

通過智能計算髮明新的分子、催化劑和器件

發展超越傳統CMOS製造的技術,達到更低成本、更高的效率

發展出安全、高效的能源轉換和儲能,提供按需服務

華為首屆分析師大會於2004年舉辦,至今已連續舉辦了19屆。本屆分析師大會於2022年4月26日至27日舉行,期間將舉辦多場主題論壇。

附演講內容:

持續創新,共建綠色智能世界

華為輪值董事長鬍厚崑

女士們,先生們,大家好,剛才的動畫簡單回顧了華為2021年的經營業績,數字看起來不錯,但是困難依然很多。

上一個議題,戰略研究院周紅博士分享了華為如何看待未來,接下來,我想著重談談華為怎麼走向未來,當前我們要做的就是,持續強化創新能力,牢牢抓住千行百業數字化、智能化發展以及人類社會低碳化發展這兩個大機遇。

創新是華為的基因

首先談談華為的創新。華為成立三十多年來,一直通過創新為客戶、為社會創造價值,創新已經成為我們的基因。近幾年來,華為雖然面臨經營上的困難,但在研發上的投入,沒有減少反而在增加,從過去年收入佔比10%,提高到去年的22%。

當前,大家可以看到,我們的創新環境正面臨一些新的變化。

從產業來看,香農定理和馮諾依曼架構等已遇到很大瓶頸,亟需探索新的理論和新的架構,從華為來看,我們在先進器件獲取困難的情況下,單點技術領先同樣遇到困難。為此,我們在創新方向上,將更加註重系統創新,華為正在通過基礎理論、軟體、架構三個方面來進行突破。

另一方面,創新也高度依賴人才,我們希望用世界級的難題,吸引世界級的人才,來共同迎接挑戰,推動科學和技術上的進步。

接下來,我向大家報告一下華為當前幾個產業的創新方向。

5.5G和F5.5G,實現10Gbps無處不在

首先談談聯接,大家看到,未來的發展,對聯接技術的需求是永無止境的。比如,工業場景下,工業控制對實時性、可靠性的要求非常高,這就需要在帶寬、時延和可靠性上至少提升10倍;而在家庭的場景下,要實現超高清視頻,VR、AR甚至全息的遠程通信,往往追求 「身臨其境」、「天涯若比鄰」的體驗,但當前千兆到戶的帶寬,是遠遠不夠的。

我們大膽地提出了一個願景,就是未來實現10Gbps無處不在的帶寬。大家知道,今天我們的帶寬還做不到1Gbps無處不在,從今天到未來是一個巨大的挑戰。

為此,兩年前在無線領域,華為最先提出了5.5G,現在我們已經完成了5.5G的多項關鍵技術創新和驗證。今天,在這次大會上,我們也在固網領域,首次提出F5.5G的產業願景,目標是將帶寬、覆蓋和體驗提高10倍以上。我們希望通過無線和固網這兩個領域的創新,持續推進聯接產業的發展。

重定義計算架構,突破計算瓶頸

再來看看計算,當前算力需求面臨爆髮式增長,今天一部智能手機的算力,已經遠遠超過了當年阿波羅登月時主控計算機的能力。我們預測到2030年,全球通用計算算力將增長10倍(達到3.3 ZFLOPS),AI算力將增長500倍(超過105 ZFLOPS)。為了應對這個挑戰,華為重新定義計算架構,去突破計算性能和效率的瓶頸。具體而言,我們在幾個方面努力:

第一,在節點架構層面,現有的異構計算架構,仍然是以CPU為中心,遇到性能瓶頸。華為推出革命性的全對等互聯模式,大幅提升系統性能;

第二,在基礎軟體架構層面,未來,融合高性能計算、人工智慧、大數據分析等多種計算模式的需求,會越來越多。我們將持續打造多樣性計算融合架構,把不同XPU專屬的加速庫、編譯器等基礎軟體進行重構,提升應用軟體開發效率和實現性能倍增;

第三,在數據中心層面,我們圍繞集群計算架構持續創新,發揮華為在ICT領域的技術積累,把雲、計算、存儲、網路、能源整合在一起,相當於把數據中心打造成一台超級計算機,實現性能倍增,能效顯著改善。

MetaStudio,雲上的數字內容生產線

下面我想談談華為雲上的創新,大家知道,過去幾年,華為雲服務發展很快,也推出了各種各樣的創新應用,比如軟體開發、數據治理、AI開發等系列雲服務。今天利用這樣一個機會,向大家隆重介紹一款華為雲上的新產品, 叫MetaStudio,你可以理解為雲上的數字內容生產線。

我們認為,未來數字世界和物理世界的融合在進一步加快,高品質的數字內容生產成為剛需,MetaStudio恰恰是為這樣的需求而誕生的。

大家知道,影視製作中,渲染是一個非常耗時的環節,過去一部90分鐘的3D電影,渲染需要6個月時間,現在,使用了MetaStudio,充分調用華為雲上百萬核的渲染資源,效率大幅提高,現在只需要2周的時間就可以完成。

更進一步,MetaStudio將影視製作的剪輯、建模、合成等全流程都搬到了雲上,讓影視創作者可以無縫的異地協作、大幅提升製作效率,一部電影大片的內容製作周期,可以從幾年縮短到幾個月。

以人為中心的全場景智慧化體驗

接下來我想談談終端,大家首先想到的肯定是華為手機,過去兩年,因為晶元的短缺,我們的手機業務出現了重大下滑,這對消費者和華為來說都是很大的遺憾。但這同時也提供了一個機會,讓我們重新思考終端業務,怎麼為消費者帶來更大的價值。

我們認為,終端不僅僅只有手機,當用戶被越來越多的電子設備包圍的時候,需要的不是更多的終端,而是更為智能的體驗,也就是以人為中心的全場景智慧化體驗,這也正是華為終端的創新焦點。

舉個例子,華為去年底發布的醫療級帶血壓計的手錶,可以用來監測血壓、血氧、心電圖等等信息,在用戶授權的前提下,這些數據可以上傳到雲端,在雲端由軟體演算法平台來分析生成報告,消費者和他們的健康顧問、醫生等可以通過不同的終端看到這些信息。華為及夥伴,可以根據這些信息,提供全面的數字健康服務,比如篩查解讀、體征監測、慢病管理等等。這就是一個很典型的以人為中心,實現個人健康管理智慧化的一個案例。

當然,大家可以看到,華為正在圍繞更多的場景,通過多樣化的終端、雲服務,以及越來越多的合作夥伴生態,來為用戶打造全新的體驗,包括智慧辦公、運動健康、影音娛樂、智能家居和智慧出行五大場景。

數字化進程加速,挑戰各有不同

剛才我們談了華為的創新,我們創新的目的最終要為客戶、為社會創造價值。面向未來,我們看到兩大趨勢,第一,就是千行百業的數字化、智能化發展,第二,就是人類社會實現低碳化發展。我們認為數字化與低碳化這兩大趨勢,既是挑戰,也是機遇,華為過去30多年的創新積累,是可以有所貢獻的。

首先我來談談千行百業的數字化。毫無疑問,當前對所有的企業來說,沒有人會去懷疑數字化該不該做,大家更關心的是,數字化怎麼做,怎麼做得多好。

但是我們也看到,不同的企業、不同的行業,在數字化的進程中,所處的階段不同,比如信息通信和金融行業等,數字化轉型是比較早的,數字化已經進入核心生產系統;電力,油氣,製造等行業,也正在推進數字化解決生產場景問題;而地產、建築、農業等行業,才剛剛開始數字化進程。

正是因為數字化進程不同,大家面臨的挑戰也是各有不同的。我們把客戶遇到的一些問題展現在這裡,比如「技術的選擇比較難」,「場景很複雜,技術不能匹配」,比如擔心「投入大,沒有產出」,再比如說,我們知道雲是數字化的關鍵技術,但對很多企業來講,上雲是依然是一個很大的挑戰。

在過去的十來年中,我們也一直在走數字化這條路,我們有很多經驗、也有很多教訓,我們對客戶遇到的這些困難,感同身受。我們要做的就是積極採取措施,幫助客戶去解決這些問題。下面我就來談談華為的幾個關鍵措施。

讓產品適配更多的場景

第一,讓我們的產品,更好的適配不同場景的需要。

過去30多年,我們做電信行業,習慣於用相對標準化的產品,去滿足海量的需求。當面對千行百業數字化時,我們看到的需求是不一樣的,即使是同一個產品,也面對著在不同行業、不同場景下的需求。

我給大家舉一個例子,比如5G,當前全球部署了200多萬個5G基站,大家看到的都在地面做無線通信,但實際上,當我們和煤礦客戶討論的時候,發現5G設備也是可以用在煤礦井下的,但必須符合安全生產防爆的要求,完成防爆改造,控制發射功率在6W以下,這樣,5G就可以從天上走向地下了,當前華為已幫助200多個煤礦,地下安裝3000多個5G設備。

在行業數字化中,我們還看到另外一種需求,客戶面對不同的場景,往往需要容易部署、容易安裝、預製化的產品組合,這樣就可以降低數字化改造的難度。我們就要在這個方向上創新,向前多走一步,提前做好產品的預集成、預驗證,簡單來說,就是華為要把麻煩留給自己,把方便留給客戶和夥伴。

去年,我們新推出了20多個面向金融、教育、醫療、能源等行業的產品組合方案,大大提升了客戶和夥伴在安裝、維護和管理上的效率。

讓客戶上雲不再困難

談到數字化,必須要談一談雲的問題。

大家都清楚,雲在企業數字化的過程中,效率高、更便捷、資源配置更彈性,價值是非常大的。但各行各業,特別是傳統企業,在使用雲計算的過程中,依然會遇到這樣那樣的問題,簡單總結下來,大家的問題可以概括為「不願上,不會上,用不好」,在華為來看,就是要幫助客戶去解決這些問題。

首先,大家「不願上」,往往擔心數據的安全,但實際上,針對這個問題,是可以提供多種選擇的。對資源彈性要求高的系統,可以上公有雲,對數據安全要求高的業務,可以放在本地,採用專屬雲服務。此外,不管是公有雲還是混合雲,在數據安全方面,以華為的經歷和經驗積累,都能夠為客戶提供最高等級的安全保障。

其次,不會上。比如,企業不知道哪些應用可以上雲,應該怎麼上?針對這些問題,華為建立了專門的諮詢服務團隊,幫助客戶做好上雲規劃,有了規劃,還要有人才,我們為客戶開設數字化轉型專班,同行互助,提供全方位的服務。

最後,即使是上了雲的客戶,也往往面臨「用不好」的問題。比如大家知道AI很有用,但不知道怎麼把AI的能力和業務場景結合,也缺乏專家和訓練數據,沒法快速開發出AI應用。我們把AI、大數據,音視頻等技術,以及集成開發工具,都開放在雲上,隨取隨用,同時提供相應的諮詢服務,幫助客戶用好這些技術和資源。

關於怎麼幫助客戶用好雲,我想分享一個天津港的案例。簡單來說,天津港是一個每年集裝箱吞吐量近兩千萬箱的大型港口,它的作業計劃是個非常複雜的系統工程,必須藉助AI等技術手段來提升效率。傳統方式下,需要購置設備,搭建開發環境,採集數據,再啟動演算法開發,至少花費3-6個月時間才能完成,現在利用華為雲上資源和AI求解器開發環境,只要2-4周時間,極大提升了港口應用的開發效率。

天津港只是一個例子,我們相信,華為可以幫助更多行業用好雲,做好數字化。為此,華為提出了「一切皆服務」的戰略,把基礎設施、技術以及經驗雲化、服務化,讓千行百業的客戶上雲不再困難。

軍團,一支隊伍服務好一個行業

我知道大家對軍團非常感興趣,今天我想談談為什麼成立軍團,以及軍團在千行百業數字化中發揮什麼作用?

我們在幫助客戶數字化轉型的實踐中,發現客戶有很多問題,我們有很多技術,但這些技術,不能很好的匹配,解決不了客戶的問題。一方面,現有的技術滿足不了客戶的需要,另一方面,即便有些技術客戶很想用,但沒辦法有效組合起來,形成解決方案。

怎麼辦?我們嘗試一種新的組織形式,叫軍團,實際上是一個集成團隊,不光有銷售,還有需求管理、行業解決方案開發、生態合作以及服務等等這些資源,特點是,每個團隊針對一個特定行業,能夠深入了解客戶的需求。

通過這種新的組織運作模式,我們在縱向上縮短管理鏈條,讓產品研發更好的響應客戶需求;橫向幫助我們快速整合資源,識別關鍵業務場景,把華為和夥伴的產品以及能力,整合到一起,形成針對性的解決方案。

這種運作模式當前已經收到了一些效果。這裡我給大家舉個例子,比如最早成立的煤礦軍團,就已經與客戶一起完成了基於鴻蒙開發的煤礦操作系統,我們把它叫礦鴻。礦鴻操作系統實際上解決了在煤礦作業環境下,各種各樣設備聯通的問題,用我們客戶的話來說,「設備之前互相認識了,機器人跑一趟就把數據採集了,距離礦工穿西裝打領帶採煤的夢想就更近一步了」。

把鴻蒙操作系統針對煤礦行業來進行開發,難度還是非常大的,由於有了軍團這樣的集成性組織,才能夠更好的理解客戶需求,也能夠更快的去響應客戶需求,煤礦軍團在礦鴻開發過程中,從需求調研到商用發布僅用了3個月的時間,這在過去是無法想像的。

當前,我們已經成立了煤礦、海關港口、智慧公路、電力數字化和機場軌道等行業軍團。當然,我們還處在一個初期摸索、積累經驗的階段,希望客戶和夥伴們能夠多一些耐性,多一些支持。

數字技術是低碳發展的使能器

最後,我想談談低碳化。我們堅信,數字技術是實現低碳發展的使能器。華為在對於低碳發展的貢獻,主要聚焦在兩個方面,一個是供能側,一個是用能側。

供能,促進可再生能源發展

首先,在供能側,我們要努力提高可再生能源在能源中的比例。具體而言,我們要做的,就是充分利用數字技術,來改變光伏行業的技術路線,提升發電量和運維效率。

從2014年起,我們率先把無線分散式基站理念引入到光伏行業,提升發電量;我們把電力載波技術,率先引入光伏領域,節省部署成本。我們把雲和AI技術用到光伏電站的運維,降低運維成本。

舉個例子,在青海戈壁灘,我們助力客戶建成了全球最大的2.2GW單體光伏電站,通過把雲和AI技術用到光伏電站,使發電量提升超過2%,運維效率提升超過50%。

用能,打造綠色ICT基礎設施

其次,在用能側,大家都知道,ICT能幫助各行各業大幅降低能耗和碳排放,這也是我們推動千行百業數字化的一個原因。今天我重點談談ICT產業自身的節能減排,這方面有兩個發力點,一個是無線站點,一個是數據中心。

在無線站點方面,全球約有1000萬個,對於這些站點,如果能降低能耗,對整個行業有很大價值。我們採用極簡設計理念、最大化利用可再生能源以及智能技術,打造系統化方案。

比如,我們基於極簡的設計方案,採用一體化室外基站,替代傳統的室內基站,省掉了機房、省掉了空調,大大減少了配套基礎設施的能耗,在印尼實測下來降低了 30%;在波蘭,我們在站點上疊加光伏,太陽能供電比例高達約 30%。

另一方面,數據中心正在成為關鍵的基礎設施,它的能耗也不容小視。華為通過全液冷、AI管理、預製模塊、集群計算等創新技術,應對數據中心能耗挑戰。比如我們在貴安建設的綠色數據中心,就用到了這些技術,節能減排效果非常顯著。

攜手邁向更美好的綠色智能世界

面向未來,華為面臨的困難是現實的,但同時,人類社會的數字化、智能化、低碳化發展中,展現的機遇也是巨大的。唯有持續不斷的創新,才能帶來源源不斷的發展動力。我們希望聯合客戶和夥伴,共建一個美好的綠色智能世界。

華為戰略研究院院長周紅博士發表了「面向未來的科學假設與商業願景」的演講內容:

女士們、先生們,大家好!歡迎參加第19屆分析師大會。

很高興有機會和大家探討面向未來的科學假設和商業願景。

我們知道,18世紀是機械化時代、19世紀是電氣化時代、20世紀是信息化時代,那麼21世紀會是什麼時代呢?

我認為21世紀將是人類社會全面走向智能化的時代,智能化的核心是感知、連接和計算,以及由此帶來對物質和現象、生命和能量等的更高認知和掌控能力。

在走向智能世界的路上,我們面臨著巨大的挑戰,一方面,幸福生活、高效工作、綠色環境還需要感知、連接和計算提升成百上千倍能力,另一方面,在相關科學與技術上,過去的幾十年中都沒有大的突破,甚至已經接近瓶頸。

怎麼才能創造可行的發展路線?

我認為,面向未來,只有大膽提出假設、大膽提出願景,敢於打破既有理論與技術瓶頸的條條框框,才能大踏步前行。

數字技術極大豐富了人類的工作與生活

在過去的10年中,隨著寬頻通信、智能設備、AI和雲計算的迅速發展,數字技術極大豐富了人們的生活,

從打電話、上網瀏覽信息、即時通信,到地圖導航、電子銀行、網上購物等,ICT技術已經成為越來越多人們生活中不可或缺的重要部分。

除了生活中所需要的ICT技術,我們也在過去10年中,與很多行業進行聯合探索,看看ICT技術能不能幫助或者是怎樣幫助行業發展。

例如,我們與汽車公司、電信運營商一起,在高速公路上進行試驗,

大家知道,人工駕駛的反應速度是以秒為單位的,我們通過在汽車之間、以及汽車與網路之間建立10毫秒級的高性能連接,幫助將緊急事件的檢測和反應能力提升上百倍,

在100公里時速下,可以將人工駕駛所需要的幾十米、上百米的安全距離,縮小到0.8米,從而極大地提升高速公路的車流量與安全性,

同時可以支持組隊行駛減少風阻,節省20%左右的油耗。

車聯網還可以支持遠程駕駛,創造新的作業模式與服務模式。

我們也在城市環境中進行試驗,通過超視距的車聯網、車路協同,有可能提升30%通行效率、減少90%交通事故。

今天,在工廠、在醫院、在港口、在煤礦,ICT技術正在深入千行百業,使能行業數字化、智能化轉型。

人類對未來的追求永無止境

面向未來,我們看到還有很多地方,ICT技術有可能做出更大的貢獻。

比如人的健康與幸福,通過穿戴式感測器、無線通信與雲計算,可以更好地支持運動健康和慢性病的管理,AI計算還能幫助進行藥物和疫苗的快速設計和高效篩選。

ICT技術可以支持無處不在的自動和智能機器,從而提升人們的生活質量,提高各行各業的作業效率。

ICT技術可以幫助建設綠色可持續發展的環境,例如進行高效的能源變換和調度、設計低成本、高效率的能源轉換催化劑、儲能材料。

在虛實融合的數字世界上,ICT技術還能幫助建立「遠在天邊、近在眼前、身臨其境」的體驗,豐富人們的生活、幫助人們學習成長、幫助各行各業在數字世界快速迭代改進等。

全球數字化超越「十年百倍」的發展

在這麼多的需求驅動下,全球數字化正以指數速度增長。

例如全球的移動寬頻數據流量,從2010年的每月0.24艾位元組(EB),增長到2020年的每月60艾位元組,在10年時間中增長超過250倍。

中國的移動寬頻數據流量,從2010年的每月0.033艾位元組,發展到2020年的每月13艾位元組,增長超過400倍。

面向未來,我們認為數字技術將以超過十年百倍的速度增長,數字化將促進人和社會加速發展。

從另一方面,我們也看到,現有的很多理論和技術都是幾十年前甚至一百多年前提出的,基於這些理論和技術的應用已經開始遇到瓶頸,例如通信領域的奈奎斯特採樣定理和香農定律、計算領域的可計算性理論和馮·諾依曼架構、半導體領域的摩爾定律等,希望有新的假設和願景來牽引突破。

為此,我們提出面向未來的4個科學假設和商業願景,希望與學術界、產業界一起共同探索,開展面向未來的研究。

一:拓展認知的邊界,物質與能量、現象與規律

首先是探索基礎科學和前沿技術,拓展我們認知的邊界。尤其是物理、化學、生物等領域的突破,將使我們能夠更好地發明新分子、催化劑、蛋白質等材料和器件,以及新的裝備和新工藝。

有一次,我和一位量子科學家討論,怎麼把光子、量子存起來?他在1993年就提出了量子存儲概念的時候沒人相信,大家可能會想,能用一個瓶子把光存起來嗎?存儲量子的操作不會影響它的狀態?直到1998年,哈佛Hau等人用電磁感應透明現象將光子速度降到17m/s,2000年,她們成功地把光子「凍結」了一分鐘時間。2006年帝國理工的Pendry等人提出可以用類似「光子黑洞」的思路來束縛住光,讓其無法離開。目前已經有很多辦法來可以實現量子存儲,從而更好地支持量子通信和量子計算。

為了降低半導體器件的功耗、提升可靠性,我們和科學家合作,分析半導體器件中的熱機理,看看能不能構造出有利條件,加快「光聲子」變成「聲聲子」,從而減少柵極與漏極之間熱點的形成。

現在很多超導量子計算機採用毫開爾文的溫度,一些科學家在進一步探索,用激光來冷卻原子,從豪開爾文降低一百萬倍溫度到納開爾文,接近絕對零度的溫度極限,看看能不能發現更複雜的量子現象。

未來,物質的特性能不能通過計算預測出來,而不用靠漫長的試驗來進行摸索?答案是可能的。例如採用USPEX計算方法,目前用100萬核時的算力,可以計算出小於200個原子組成的分子的主要特性。2017年,科學家通過計算髮現了超硬五硼化鎢的結構,解決了困擾科學界近60年的難題;2019年科學家通過計算,發現了十氫化釷在85萬個大氣壓的情況下,具有驚人的高溫超導性,臨界溫度達到-112攝氏度。

有了更好的計算化學,我們有望發現或者發明更好的催化劑、化學葯、生物葯與疫苗。

二:拓展感知極限,更好地了解世界和人類自身

第二是我們未來將不斷擴展感知世界和感知自身的能力,將從接近人類感知到超越人類感知、從替代感知到擴展和創造感知、從人類感知到機器感知。

在這方面我們要向生物界學習,大自然通過百萬年甚至上億年的進化,形成了遠遠超越現有機器和人的感知能力。

例如在視覺上,有些蜘蛛眼睛在物體輪廓和運動計算上遠遠超越了人眼,有利於快速精準捕獲獵物,我想自動駕駛汽車是不是正好需要這種眼睛?

同樣的還有青蛙眼睛,是高靈敏度的單光子接收機,可以在黑暗的環境下看的更清楚。

在嗅覺上,狗鼻子分辨氣味的能力超過人類1000倍。

除了拓展對外部世界的感知,我們未來也能更好地感知和控制人體自身。像ECG、EEG、PPG等這些技術目前還沒有系統地、便捷而又低成本地發展起來,對於人體的八大子系統的實時度量感知,我們還有很多工作要做。通過發展新的感測器,我們將來可能實時、無感知地測量血壓、血糖、心電等重要的健康參數;我們可以發展新的神經系統腦機介面、肌機介面,更好地與機器協同,將來有可能用思考來交流和工作、用思考來開車和娛樂。

我們也可以發展虛實融合數字世界新的體驗,例如3D顯示和虛擬觸覺,以幫助在數字世界中「看得真、摸得實」。

三:探索新的計算模式與實現方式,認知世界、解決問題

第三是探索適應目標與環境的計算模式與高效實現方式,從而更好認知世界、解決問題、創造價值。

信息領域經過多年的積累,已經發展出了十幾種廣泛使用的計算模式,例如無線和光通信里大量使用基於快速傅里葉變換的蝶形計算模式,路由器里大量使用基於邏輯狀態轉移的有限狀態機計算模式,AI里目前大量使用基於統計和相關的計算模式等。數學家和工程師們奮鬥了這麼多年,我們在計算模式上是不是已經走到了盡頭?我認為還有很大的空間,例如:

在通信上:隨著未來的通信系統不斷走向高頻、高速,我們將面臨越來越多的非線性信道和非線性器件帶來的問題,我們能不能從傳統的線性傅里葉變換拓展到非線性逆散射變換,以更好地匹配未來的應用?

在AI上:隨著應用的不斷拓展,我們面臨統計相關AI計算模式不可解釋、不可調試的問題,同時還有很大的能效挑戰。我們能不能向生物界學習,例如螞蟻,小小的螞蟻大腦一般只有0.2毫瓦的能耗,它既不用深度學習、也不需要遵循可計算性理論和馮·諾依曼架構,但是卻能夠跑來跑去做很多複雜的事情,例如築巢、尋找食物、養蚜蟲等等。目前的自動駕駛汽車還需要幾十瓦甚至幾百瓦來進行計算,在能效上與螞蟻相比還有很大的差距。因此在AI領域,除了統計和相關計算模式外,能不能進一步發展出數理邏輯計算模式、幾何流形計算模式、博弈計算模式等?

在科學計算上:我們大量用到矩陣,對於兩個n行n列矩陣的乘法,如果按照原始簡單演算法,複雜度是n的3次方,1969年德國數學家創造的斯特拉森演算法,將複雜度降低到n的2.807次方,2020年底MIT的Williams與哈佛的Alman給出一個複雜度是n的2.3728596次方演算法。

在矩陣計算中,我們更關心稀疏線性方程組求解,因為在社會科學中,地球上有幾十億人,平均每個人只維持不超過200個有效關係;在晶元設計中,大部分元件的限制條件是局部的。在這個領域,喬治亞理工大學的彭泱等人發明了計算複雜度為n的2.3316次方的先進演算法,獲得了計算理論頂會SODA的2021年最佳論文獎。幾個月前我們的數學家發明了一個更新的演算法,將複雜度下降到n的2.28次方,比彭泱等人的演算法降低了0.0516次方,這個進步意味著什麼呢?對n=100萬來說,計算複雜度將能進一步下降約45%。

在具體實現上,超級計算機往往要用巨大的能耗來實現大算力,例如3千萬瓦實現近500PFLOPS算力,而人腦大約用20W可以做到近30PFLOPS,效率高了約八萬倍。

從這個角度看,我們是不是要發展適應性與高效性計算模式,創造新架構與新部件,而不要受限於傳統的可計算性理論、以及馮·諾依曼架構?

四:突破香農定律的假設,在更大的時空中發展信息通信

第四是在有別於香農定律的假設、以及更大的時空中探索信息通信,從而跨越空間的障礙,建設全球直達的能力,連接虛擬與現實世界、以及無處不在的機器。

將來的真人級全息通訊,如果不壓縮數據,需要接近2Tbps的帶寬,以及1-5ms的時延;

自動駕駛如果採用12個攝像頭,每天可能產生高達4T位元組的數據,目前的5G網路遠遠達不到這個容量。

對於這些挑戰,我們是不是有足夠的理論和技術來實現呢?我認為這是可能的。

例如,在理論上,如果我們假設這個世界是有先驗知識、有記憶的,就可能跳出香農1/2/3定律的限制。在工程上,一個量子級聯激光器可以同時產生幾百個波長,實現上百T的流量;未來如果我們能做出高重頻阿秒激光器,甚至可能產生百萬T的流量。這些技術如果能嫁接到無線和光領域,是不是可以成千上萬倍提升通信性能?

打通科學假設與商業願景,創造知識與價值

為了打通科學假設與商業願景,我們把創新分成前後相關的5個環節:從假設和願景,到理論、技術和商業創新。

越靠近後端商業、客戶和用戶的創新,效果就越明顯;而越靠近前端假設、願景和基礎科學,就越需要耐心。

面向未來,我們要敢於向前端基礎研究尋求答案。

在基礎科學研究上,除了支持以科學家興趣驅動的「波爾象限」創新外,我們希望與夥伴一起探索「巴斯德象限」創新,這樣既能拓展科學認知,也能創造應用價值。

面向未來的10個問題和挑戰

圍繞前面4個假設與願景,聚焦「巴斯德象限」,我們提煉出面向未來可以重點考慮的兩個基礎科學問題,以及8個前沿技術挑戰。

第一個科學問題是機器如何認知世界,能不能建立適合機器理解世界的模型?

第二個科學問題是如何理解人的生理學模型,尤其人體八大子系統的運行機制,以及人的意圖和智能?

前沿技術挑戰包括:

在人機介面上如何發展新的感知和控制能力,例如腦機和肌機介面、3D顯示、虛擬觸覺、嗅覺、味覺等等

在健康上如何連續地、無感知地測量人的血壓、血糖和心電?能不能通過AI強人工智慧幫助發明新的化學葯、生物葯和疫苗?

在軟體上如何發展以應用為中心,面向價值與體驗的高效率自動化和智能化軟體?

在通信上如何接近和擴展香農極限,實現區域級和全球級的高效、高性能連接?

在計算上如何發展適應性與高效率的計算模式、發展非馮·諾伊曼計算架構與非傳統部件、發展可解釋和可調試AI?

在材料上,如何通過AI幫助發明新的分子、催化劑和器件?

在製造上如何發展出超越傳統CMOS製造的技術,達到更低成本、更高的效率?

在能源上能不能發展出安全、高效的能源轉換和儲能,提供按需服務?

最大的力是合力,最強的智是眾智

華為正以開放的心態,與全世界夥伴一起創造。

4月30日我們計劃推出線上黃大年茶思屋,希望建設成一個科學和技術交流的通道,向全社會開放。

在黃大年茶思屋上,我們將總結和提煉出挑戰的課題,邀請全球優秀人才來一起探索創新。

今天,我們對數字技術的所有想像都是保守的

三十年前,我在大學的時候,還需要排長隊來打長途電話,完全無法想像有一天能夠拿著一個小盒子,不需要任何連線就可以隨時隨地與遠方的家人視頻溝通,可以通過這個小盒子可以連接世界,干很多事情,這在當時太科幻了。

我們現在對於未來的所有想像可能都是保守的,因此我們要更加勇敢,

希望能和學術界、產業界一起,重構基礎理論、重構架構、重構軟體,共同探索、開創未來!

謝謝大家!

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