◎ 科技日報記者操秀英 劉垠

9月9日上午，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《未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的前沿領(lǐng)域》在浦江創(chuàng)新論壇成果發(fā)布會上正式發(fā)布。報告從政府關(guān)注重點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景、對經(jīng)濟(jì)社會的全局帶動和重大引領(lǐng)作用等方面，遴選出未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的五大前沿領(lǐng)域——類腦芯片、量子信息、合成生物學(xué)、綠色制氫和區(qū)塊鏈。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)加速變革，新的顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，未來產(chǎn)業(yè)成為重塑全球創(chuàng)新版圖和經(jīng)濟(jì)格局的重要領(lǐng)域。該報告基于對各國和地區(qū)科技政策與研發(fā)投入、論文與專利、專家觀點(diǎn)與學(xué)術(shù)會議資料等科技信息的多維度分析，探討了五大前沿領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢、區(qū)域研發(fā)優(yōu)勢、技術(shù)研發(fā)方向和面臨的挑戰(zhàn)。報告研判了中國在五大前沿領(lǐng)域的全球技術(shù)定位，并就未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了策略建議。同時，報告還分析了上海在上述領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)，并為上海更好推進(jìn)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了發(fā)展策略。

此外，報告基于上海市科學(xué)學(xué)研究所多源數(shù)據(jù)平臺的智能跟蹤分析，圍繞未來產(chǎn)業(yè)的前沿領(lǐng)域就RISC-V（開源指令集架構(gòu)）、人形機(jī)器人、超導(dǎo)等熱點(diǎn)作了發(fā)展述評。

會上，中國科學(xué)技術(shù)信息研究所副所長劉琦巖等專家對報告內(nèi)容進(jìn)行解讀。

類腦芯片會達(dá)到人腦智能水平并取代人類的工作嗎？劉琦巖表示，類腦芯片取得了重大進(jìn)展。不過，常用的深度學(xué)習(xí)加速器類的芯片仍是基于傳統(tǒng)的“馮·諾依曼架構(gòu)”建立類腦芯片，它主要根據(jù)認(rèn)知計算算法而非神經(jīng)元組織結(jié)構(gòu)來設(shè)計芯片，在精準(zhǔn)數(shù)值計算上擁有出色能力，也取得了非常顯著的成果。但是，其計算單元與存儲單元分離的架構(gòu)，限制了它的計算速度和能耗效率。比如AlphaGo在下棋過程中約消耗了1兆瓦的電能，相當(dāng)于一天約100戶家庭的供電量。相比之下，包含超過1000億個神經(jīng)元的人腦，消耗的功率僅20瓦。因此，深度學(xué)習(xí)加速器這種類型的類腦芯片，在諸多方面都不太可能取代人腦。

劉琦巖認(rèn)為，相比之下，另一種類型的類腦芯片——神經(jīng)形態(tài)芯片是從結(jié)構(gòu)層逼近生物大腦，側(cè)重于參照人腦神經(jīng)元模型及其組織結(jié)構(gòu)來設(shè)計芯片結(jié)構(gòu)，其突出特點(diǎn)在于處理感知、認(rèn)知和決策等復(fù)雜問題時，擁有更高的算力密度和能耗效率。

“不過，目前的神經(jīng)形態(tài)芯片還處于粗淺的模仿人腦階段，電腦和人腦在知識的表達(dá)、儲存、處理和應(yīng)用等方面差距較大。加上目前人類對自己大腦的了解并不深入，模仿人腦的工作還處于非常初級的階段?！眲㈢鶐r表示，因此，類腦芯片的研發(fā)工作現(xiàn)在只是剛剛起步，更不用說取代人腦。但是，一些重復(fù)、高度規(guī)范化的工作將會被機(jī)器取代，將人類解放出來開展更有創(chuàng)造性的工作。

在談到合成生物學(xué)技術(shù)有可能帶來的生物安全以及生物倫理等問題時，劉琦巖坦言，合成生物學(xué)對人類科技、經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展意義重大。但是，合成生物學(xué)的不確定性與不可控性的本質(zhì)特征決定了它在帶給人類變革性受益前景的同時，也存在諸多倫理爭議如用于人類增強(qiáng)目的的“定制嬰兒”，以及生物安全隱患。

在劉琦巖看來，為了有效防范風(fēng)險，全球各國政府應(yīng)達(dá)成共識，更加關(guān)注合成生物學(xué)帶來的生物安全隱患，共同建立一套針對合成生物學(xué)的生物安保風(fēng)險的強(qiáng)效、可執(zhí)行的監(jiān)管辦法。比如，按照風(fēng)險的緊急和危害程度擬定評估框架，相關(guān)機(jī)構(gòu)采取靈活的生物和化學(xué)防御戰(zhàn)略，加強(qiáng)公共衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以充分預(yù)防潛在的生物攻擊。對于任何合成生物的研究必須滿足規(guī)定的安全要求和遵守嚴(yán)格的安全程序。建立標(biāo)準(zhǔn)化合成生物元件庫并實(shí)施嚴(yán)格管控，按生物元件功能，進(jìn)行生物元件的安全性評級，對于具有安全風(fēng)險的元件進(jìn)行標(biāo)簽設(shè)計并限制其信息公開。

原標(biāo)題：《類腦芯片、量子信息等入選“未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的前沿領(lǐng)域”》