智能计算(人工智能应用)

2022年9月2日，世界人工智能大会中国移动主题论坛在上海世博中心举行。本次论坛围绕智能计算前沿技术、智能计算基础设施、智能计算创新应用等展开深入讨论。中国工程院院士孙宁辉、之江实验室主任朱世强等专家学者应邀做主题演讲。朱世强分享了“智能计算十大科技难题”及相关思考。

智能计算的“河流定义”

朱世强指出，计算无处不在，无感知计算已经渗透到各行各业。比如智慧城市的“天眼”系统，智慧行业的智慧工厂场景，背后都有无感计算的加持。在生活场景中，普通人每天看的天气预报，以及正在落地的自动驾驶，都离不开超级计算和融合计算的支持。

近年来，数值计算、模糊计算、生物计算、类脑计算、超级计算、云计算、雾计算、边缘计算等计算技术不断完善，其应用的渗透率也在不断提高。虽然各种计算概念层出不穷，但之江实验室提出了智能计算的“之江定义”，即智能计算是支持万物互联的数字文明时代新的计算理论、方法、架构体系和技术能力的总称。

“智能计算是针对不同的具体问题，调度最好的计算工具，适配最好的算法，以最低的成本形成最好的结果的过程。”朱世强进一步阐述了智能计算的核心内涵。

朱世强指出，智能计算呈现绿色、无处不在、普遍的发展趋势。未来，算法最优、绿色节能、无处不在的云网、经济适用、普惠包容的智能计算，将推动人类社会加速进入人机物一体化的智能时代。

智能计算的十大科技问题

智能计算是一项不断发展的战略技术，仍有许多重大的科学和技术问题需要克服。

今年上半年，之江实验室向全球学者公开征集“智能计算领域重大科技问题”。截至目前，已收到来自50多家学术机构和科技企业的100多个问题。其中有院士专家的战略思考，也有一线科技工作者的现实提问。之江实验室经过多轮讨论，简明提出了对智能计算科学研究具有重要指导作用的十大科技问题，并与学术界和产业界的同仁进行了探讨。

第一个问题是，更高效的硅基计算的新方法是什么？目前，计算的主要器件是硅基半导体。如何开发新的计算方法，让硅基计算更加节能高效？单芯片规模和设计复杂度的瓶颈、高并行存储-计算集成度、可容忍非理想底层硬件的大规模架构设计等。，都是学术界亟待解决的问题。

第二个问题与新计算形态的创新突破和应用有关——量子计算、类脑计算、光子计算等新计算技术层出不穷，但其基础理论、计算机理论和工程实现急需创新，新计算形态的后续发展仍需应用的突破。

第三个问题涉及广域异构计算资源的协作调度。数字经济时代，数据分布广泛，场景覆盖全区域，面对的是广域、异构源的分布式计算资源。如何突破资源与任务的智能匹配，资源跨域调度与协作的模型机制、机制方法和关键技术？

第四个问题是关于群体智能计算的范式和模型的理论基础。群体计算是利用群体智能解决机器或个人难以完成的问题的一种新的任务处理方法。通过将大规模的独立参与者聚集在一起，他们可以合作共同完成任务，或者会出现一种超越个体智能的智能形式。然而，群体形成与进化、集体行为、自组织与自适应的群体决策模式是什么？这些基本问题亟待研究和解决。

开放世界中的通用知识表达、生成和计算机制？碳基智能(计算)的机理及其硅基实现？人机三元世界信息融合交互新方法？在万物互联的数字文明时代，如何保证信息的本质安全？如何构建一个具有自学习、自进化功能的智能计算系统？这一系列科技问题涉及知识表达、碳基智能、计算安全、自主进化等。不仅是科学家需要解决的问题，也是关系到智慧社会建设和人类未来发展的重要问题。

最后一个重大科技问题集中在如何让智能计算普及和无处不在。“我们期待将计算资源完全‘集成’到通信网络中，并以更全面的形式提供最能满足用户需求的计算资源服务。通过网络互联，实现云、边缘、末端计算资源的高效调度、协作、共享和使用。未来，像今天的水电一样，计算能力将随处可用，按需访问。”朱世强说。

智能计算@之江

目前，智能计算的发展正处于概念阶段和萌芽阶段。之江实验室锚定智能计算的主攻方向，从智能计算的理论体系、技术体系、标准体系进行全面布局，构建了独具特色的智能计算体系。

在理论体系方面，之江实验室出版了专著《智能计算丛书》，建立了领域和一般知识的多重表达范式，构建了智能计算的基础理论基础。硬件系统方面，之江实验室成功研发了人工智能训练和推送集成芯片、类脑计算芯片、内存和计算集成芯片等芯片和器件，研发了E级智能超级计算机、P级异构智能计算集群、百亿亿次类神经元脑计算机等计算基础设施，极大提升了智能计算的核心生产力。在软件平台和系统方面，数字化反应堆操作系统、广域协同计算平台、图形计算平台等。，实现智能调度和计算能力的高效利用。近日，舒天人工智能开源平台上线开源3.0版本，加速和推动人工智能的应用和产业发展。在重大应用方面，基于实验室智能计算数字反应堆科学装置，之江实验室自主研发了一系列面向科学研究的智能计算平台，在计算天文、计算育种、计算材料等领域取得重大应用进展。该设备将智能融入新的科学研究范式，不仅将加速科学发现和工程技术创新，还将推动数字经济和社会治理等重大战略领域的发展。

“智能计算是支撑智能社会的基石。之江实验室将秉承开放创新的理念，与社会各界共同努力，为创造人机物合一的数字文明时代提供坚实支撑。”朱世强说。