中國(guó)工程科技中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略研究

1、中國(guó)工程科技中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略研究（信息領(lǐng)域報(bào)告摘要）來源： 科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間： 2013-01-17 中國(guó)工程院信息與電子工程學(xué)部前言自上世紀(jì)六十年代開始，以電子計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用及計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為標(biāo)志的第五次信息革命進(jìn)入全盛期，人類社會(huì)隨之進(jìn)入了數(shù)字化的信息時(shí)代。進(jìn)入本世紀(jì)，信息資源作為一種重要的戰(zhàn)略資源，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，開展前瞻性的信息工程前沿方向戰(zhàn)略研究意義重大?？v觀當(dāng)前全球主要國(guó)家前瞻性和戰(zhàn)略性的重大信息工程的部署計(jì)劃，主要表現(xiàn)為各國(guó)立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性發(fā)展需求，所涉及的熱點(diǎn)領(lǐng)域多，學(xué)科覆蓋面大；都是政府牽頭和引導(dǎo)發(fā)展方向，投入科研人員多，投資規(guī)模大，并以

2、力圖占領(lǐng)關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)的制高點(diǎn)為目的。通信與信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)行和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，未來互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系和運(yùn)營(yíng)體制是否能夠?yàn)楦鞣N信息服務(wù)提供有力的支撐，將在很大程度上影響和決定一個(gè)國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也與國(guó)家的安全戰(zhàn)略息息相關(guān)。作為現(xiàn)代社會(huì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，互聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、政治、軍事和生活的各個(gè)領(lǐng)域，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要因素。網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展已逐漸成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，迫切需要研究未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論，探索未來網(wǎng)絡(luò)研究的新思路和新方法。物聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)新的突破方向，蘊(yùn)含巨大的戰(zhàn)略增長(zhǎng)潛能，能有效帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引

3、擎。云計(jì)算是支撐物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用環(huán)境之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將引發(fā)新一輪的信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅是我國(guó)提升信息產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、發(fā)展創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略選擇，也是改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)兩化融合、提升社會(huì)信息化水平的重要抓手，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。儀器儀表在信息化帶動(dòng)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，涵蓋傳感技術(shù)、測(cè)量?jī)x器、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、自動(dòng)化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略需求，特別是我國(guó)深空探測(cè)、

4、深海及地球深部探測(cè)、載人航天、大飛機(jī)、航空母艦、核電、高速鐵路、大型石化以及醫(yī)療健康等國(guó)家重大工程和國(guó)計(jì)民生的發(fā)展及需求，都對(duì)現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)發(fā)展提出了更迫切的要求?，F(xiàn)代信息技術(shù)與腦科學(xué)的交叉融合正在孕育新的前沿領(lǐng)域與重大突破，將會(huì)大力推動(dòng)相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)研究與信息科學(xué)和工程應(yīng)用相結(jié)合，不僅促進(jìn)了基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)成果向應(yīng)用轉(zhuǎn)化，并推動(dòng)基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，已成為當(dāng)前國(guó)際科學(xué)界、教育界傾全力爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)之一，充滿了挑戰(zhàn)與機(jī)遇，受到了全球相關(guān)領(lǐng)域的高度關(guān)注。量子信息是量子物理與信息科學(xué)相融合的新興交叉學(xué)科。2000年以來，針對(duì)量子計(jì)算的發(fā)展，國(guó)際上開展抗量子計(jì)算的公鑰密碼研究已形成競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)

5、，“抗量子計(jì)算的公鑰密碼”成為信息安全領(lǐng)域的下一個(gè)技術(shù)制高點(diǎn)。為此，需要站在國(guó)家安全的戰(zhàn)略高度，在研究量子計(jì)算機(jī)的同時(shí)，抓緊研究現(xiàn)有公鑰密碼的替代技術(shù)，確保量子計(jì)算條件下的信息安全。加強(qiáng)信息技術(shù)在關(guān)系國(guó)計(jì)民生的主要領(lǐng)域的綜合應(yīng)用也越來越成為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、改善民生、應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)難事件、建設(shè)和諧社會(huì)的迫切需求。信息科學(xué)技術(shù)支撐防災(zāi)減災(zāi)能力的研究涉及眾多的學(xué)科領(lǐng)域，起點(diǎn)高、難度大，為保證我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域研究的先進(jìn)性和前瞻性，亟需開展信息科學(xué)技術(shù)支撐防災(zāi)減災(zāi)能力的發(fā)展戰(zhàn)略研究，需要對(duì)未來20年防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際需求和信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做出科學(xué)的分析和預(yù)測(cè)，科學(xué)部署我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究，有力促進(jìn)中國(guó)工程科技

6、更好地服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。未來網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域需開展的重大工程我國(guó)在“十五”和“十一五”期間啟動(dòng)了若干信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科研項(xiàng)目和計(jì)劃，這些研究和試驗(yàn)主要是在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改良，不能從根本上解決IP網(wǎng)絡(luò)面臨的安全、服務(wù)質(zhì)量保障、擴(kuò)展性和能耗等問題。為了占領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的制高點(diǎn)，國(guó)家亟需建立一套國(guó)家級(jí)信息網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于我國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用試驗(yàn)。該基礎(chǔ)設(shè)施須基于虛擬化、切片化和可編程思想；必須具備一定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，但又獨(dú)立于現(xiàn)有的電信運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)；必須能夠支持革命性創(chuàng)新成果的試驗(yàn)驗(yàn)證，如各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、各種路由算法、各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP及非IP）等。正在論證的國(guó)家網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施（

7、CENI）以支撐我國(guó)未來網(wǎng)絡(luò)革命性創(chuàng)新研究和服務(wù)國(guó)家信息技術(shù)相關(guān)重大戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)為目的，如支持以軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN和以信息為中心的網(wǎng)絡(luò)ICN等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，為我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用研究提供試驗(yàn)驗(yàn)證手段，以驗(yàn)證確立未來網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。使我國(guó)能夠在未來網(wǎng)絡(luò)這新一輪的技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)機(jī)遇、新興產(chǎn)業(yè)占有主動(dòng)，增強(qiáng)我國(guó)在新一代信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和話語權(quán)，避免在IP網(wǎng)絡(luò)時(shí)期幾乎全由美國(guó)企業(yè)主導(dǎo)的被動(dòng)局面。CENI將在電信運(yùn)營(yíng)商光纜網(wǎng)基礎(chǔ)上采用支持虛擬化、可編程的新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建，建立面向科研的獨(dú)立管理和服務(wù)體系，形成可虛擬化路由網(wǎng)絡(luò)、光子網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算平臺(tái)三個(gè)核心部分。該基礎(chǔ)設(shè)施將采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)

8、合、支持自主創(chuàng)新、注重頂層設(shè)計(jì)的建設(shè)思路，實(shí)現(xiàn)從物理底層到服務(wù)高層的統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。該基礎(chǔ)設(shè)施將為我國(guó)信息技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)提供公共試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)新思想、新方案，測(cè)試新型路由、編址、安全、質(zhì)量保障等創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，并支撐物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、空間信息網(wǎng)絡(luò)、量子網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)和應(yīng)用研究試驗(yàn)。在地域布局上，建議先在我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)骨干科研單位、高校和企業(yè)所在城市建設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)基地，第一階段（“十二五”期間）考慮在10個(gè)左右城市建設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。隨著研發(fā)需求的增加和條件的成熟，再在這些節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上逐步向其他省市推進(jìn)。第二階段（“十三五”期間）覆蓋范圍擴(kuò)大到20多個(gè)城市，最終建成覆蓋全國(guó)、能夠

9、模擬全國(guó)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)科研基礎(chǔ)設(shè)施。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)到“十二五”期末，掌握一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，形成一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)一批重點(diǎn)領(lǐng)域的典型應(yīng)用示范與推廣，構(gòu)建一支結(jié)構(gòu)合理的人才梯隊(duì)，把我國(guó)建設(shè)成為全球一流的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新國(guó)家。1)自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。攻克一批物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)，形成具有核心技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品系列，RFID、傳感器及節(jié)點(diǎn)、應(yīng)用軟件、高端集成、服務(wù)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算等領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)突破，自主研發(fā)、產(chǎn)業(yè)保障和核心技術(shù)掌控力顯著提升；積極參與國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系及專利池建設(shè)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定中掌握重要話語權(quán)。2)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)體系初

10、步形成。完成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與應(yīng)用示范基地建設(shè)，建成具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、自主可控的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系。在新型RFID、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、軟件開發(fā)、高端集成服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及應(yīng)用服務(wù)等領(lǐng)域集聚具有較大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，初步形成門類齊全、布局合理、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)集群和區(qū)域結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到5000億元以上。3)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平大幅提升。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、交通、金融、物流、節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生、城市管理、安全等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用重大工程建設(shè)基本建成，先導(dǎo)行業(yè)和家庭社區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用全面開展，國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級(jí)全面啟動(dòng)，寬帶、泛在、融合、安全的下一代信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施初步形成，信息化與工業(yè)化

11、融合水平大幅提升。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)與主要任務(wù)是：1）著力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)突破。一是感知識(shí)別和智能邊緣組網(wǎng)技術(shù)，二是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)，三是物聯(lián)網(wǎng)軟件，應(yīng)用集成及智能計(jì)算處理技術(shù)，四是共性支撐技術(shù)，五是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)。2）構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系。瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，按照“急用先行、國(guó)際同步”的原則加快完善我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，積極參與和引導(dǎo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的物聯(lián)網(wǎng)專利池。包括：物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的整體頂層設(shè)計(jì)、傳感器技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、M2M通信標(biāo)準(zhǔn)、智能處理和計(jì)算技術(shù)。3）構(gòu)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。圍繞我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的需要

12、，以制約發(fā)展的瓶頸產(chǎn)業(yè)和已形成競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)為重點(diǎn)，加快物聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展，完善產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)筑完整產(chǎn)業(yè)鏈，培育有競(jìng)爭(zhēng)力的主導(dǎo)企業(yè)，加快產(chǎn)業(yè)聚集和創(chuàng)新聚集。一是突破感知端產(chǎn)業(yè)的瓶頸，重點(diǎn)發(fā)展高端傳感器、MEMS、智能傳感器和傳感器網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān)；發(fā)展超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件產(chǎn)業(yè)等。二是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的通信終端和設(shè)備，重點(diǎn)包括近距離通信終端與芯片、傳感器與通信集成終端、RFID與移動(dòng)通信集成終端、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、新一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品等。三是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的軟件和信息服務(wù)，重點(diǎn)包括嵌入式操作系統(tǒng)和中間件、數(shù)據(jù)庫、高端應(yīng)用軟件與中間件、M2M信息通信服務(wù)、行業(yè)應(yīng)用集成服務(wù)等。四是發(fā)展

13、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)支撐產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)包括集成電路、智能控制系統(tǒng)、微納器件、微能源、新材料等。4）統(tǒng)籌重點(diǎn)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用。圍繞轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和推動(dòng)社會(huì)主義和諧社會(huì)建設(shè)的迫切需求，選擇具有重大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和示范效應(yīng)、技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用強(qiáng)、關(guān)聯(lián)性高的若干重點(diǎn)領(lǐng)域開展物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用示范，涵蓋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、社會(huì)管理、基礎(chǔ)設(shè)施和人民生活，具體包括：智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測(cè)、工業(yè)和自動(dòng)化控制與制造、醫(yī)療健康、精細(xì)農(nóng)牧業(yè)、金融服務(wù)業(yè)等?，F(xiàn)代儀器儀表技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略研究?jī)x器儀表技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、測(cè)量?jī)x器、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、自動(dòng)化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域?？梢赃@樣認(rèn)

14、為，儀器儀表是物質(zhì)世界信息測(cè)量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備，在當(dāng)今社會(huì)信息化帶動(dòng)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是科學(xué)研究的“先行官”、工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”、軍事保障的“戰(zhàn)斗力”、國(guó)民活動(dòng)中的“物化法官”。技術(shù)創(chuàng)新，方法先行，儀器儀表是工具，沒有工具，如何創(chuàng)新？因此可以認(rèn)為，儀器儀表技術(shù)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“CPU”和引擎。近幾十年來，在各個(gè)領(lǐng)域中進(jìn)口了大量?jī)x器儀表，耗費(fèi)國(guó)家和企事業(yè)單位的巨資。我們不斷引進(jìn)，不斷落后，不斷再引進(jìn)，不斷再落后，我們的創(chuàng)新永遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。儀器儀表的發(fā)展水平是國(guó)家科技水平和綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，發(fā)達(dá)國(guó)家都高度重視和支持儀器儀表的發(fā)展。我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)一直以來

15、總是企業(yè)數(shù)巨大，有3000多家，但總體規(guī)模很小，產(chǎn)業(yè)集中度低。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)獲得了快速的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)張，成為我國(guó)裝備制造業(yè)中發(fā)展最快的行業(yè)之一。但與國(guó)際儀器儀表產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)相比，差距依然巨大，特別是自主研發(fā)能力不足和產(chǎn)業(yè)控制力不強(qiáng)的問題十分突出。為推動(dòng)我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展，應(yīng)加快培育和扶持具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，通過體制和機(jī)制創(chuàng)新帶動(dòng)儀器儀表產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力的跨越式發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境。我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展中存在的問題和困難我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)與技術(shù)雖然得到了快速發(fā)展，但是與國(guó)外相比，差距仍然較大，由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化，導(dǎo)致儀器儀表產(chǎn)業(yè)與技術(shù)

16、發(fā)展受到較大沖擊。這也反映了我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展中存在的問題和困難，主要表現(xiàn)在以下幾方面：科技創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢、產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性長(zhǎng)期得不到根本性解決、低水平重復(fù)產(chǎn)生產(chǎn)異常突出、大量進(jìn)口對(duì)儀器儀表業(yè)發(fā)展造成較大不利影響、儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀環(huán)境不利，包括認(rèn)識(shí)和觀念上存在問題和缺少支持民族儀器儀表工業(yè)發(fā)展的采購政策。國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)儀器儀表的戰(zhàn)略需求隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略需求，特別是我國(guó)深空探測(cè)、深海及地球深部探測(cè)、載人航天、大飛機(jī)、航空母艦、核電、高速鐵路、大型石化以及醫(yī)療健康等國(guó)家重大工程和國(guó)計(jì)民生的發(fā)展及需求，對(duì)現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)發(fā)展提

17、出了更迫切的要求。瞄準(zhǔn)我國(guó)2030年的發(fā)展目標(biāo)，現(xiàn)代儀器儀表的較為突出的重大關(guān)鍵共性技術(shù)包括：量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與溯源、高端制造業(yè)中精密測(cè)量技術(shù)與儀器儀表的創(chuàng)新、生命醫(yī)療與食品衛(wèi)生儀器研制、深空探測(cè)儀器的研制。面向2030年的戰(zhàn)略定位和總體思路突出重點(diǎn)，集中力量，有選擇地解決今后影響國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和影響國(guó)家安全的現(xiàn)代儀器儀表重大關(guān)鍵共性技術(shù)；著眼未來發(fā)展，體現(xiàn)前瞻性和創(chuàng)新性，處理好與現(xiàn)有重大項(xiàng)目和國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃的關(guān)系，相互銜接、避免重復(fù)；到2030年，在量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與溯源、高端制造業(yè)中精密測(cè)量技術(shù)與儀器儀表、生命醫(yī)療與食品衛(wèi)生儀器和深空探測(cè)儀器開發(fā)研制方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先，具有批量

18、生產(chǎn)高中低檔大型精密分析儀器的能力。2020年前，以高校、研究所為主體，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域人員培養(yǎng)和共性基礎(chǔ)研究，2021年2030年，以企業(yè)為主體，在共性技術(shù)研究基礎(chǔ)上，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究，開展不同性能指標(biāo)和特點(diǎn)的大型精密分析儀器的研制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。認(rèn)知計(jì)算、神經(jīng)工程和神經(jīng)教育的交叉學(xué)科的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在學(xué)科的深度交叉融合中，不斷涌現(xiàn)新興學(xué)科。其中尤以腦科學(xué)、物理科學(xué)、信息科學(xué)、工程科學(xué)等學(xué)科的交叉與融合最為突出，它們的交叉融合將可能產(chǎn)生突破性發(fā)展，將會(huì)對(duì)人類未來的生活產(chǎn)生重大的影響。腦科學(xué)的目標(biāo)與宗旨是“了解腦、保護(hù)腦、創(chuàng)造腦”?，F(xiàn)代信息技術(shù)與腦科學(xué)的交叉融合正在孕育新的前沿領(lǐng)

19、域與重大突破，充滿了挑戰(zhàn)與機(jī)遇，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，借鑒人腦信息處理機(jī)制及感知和認(rèn)知過程，發(fā)展認(rèn)知信息處理計(jì)算模型和計(jì)算方法勢(shì)在必行，并將會(huì)大力推動(dòng)相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展；第二，神經(jīng)工程是第三次生命科學(xué)革命的種子，基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)研究與信息科學(xué)和工程應(yīng)用相結(jié)合，不僅促進(jìn)了基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)成果向應(yīng)用轉(zhuǎn)化，為提高人民生活質(zhì)量服務(wù)，而且，還反過來推動(dòng)基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，為基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)的研究提供新型技術(shù)手段，并可推動(dòng)相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；第三，腦認(rèn)知科學(xué)在教育、經(jīng)濟(jì)乃至藝術(shù)與法律等諸多方面有重要的應(yīng)用，特別是在國(guó)民教育政策的制定和教育方法的改善方面得到國(guó)際高度關(guān)注。著眼于未來二十年至三十年信息工程領(lǐng)域多學(xué)科

20、交叉融合的熱點(diǎn)問題，在充分調(diào)研和展望未來信息工程領(lǐng)域里對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活產(chǎn)生重要影響的重大工程及其所涉及的科學(xué)技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，以體現(xiàn)戰(zhàn)略性、前瞻性和創(chuàng)新性為衡量標(biāo)尺，圍繞信息技術(shù)、腦科學(xué)、工程技術(shù)與教育的深度交叉的三個(gè)方向認(rèn)知計(jì)算、神經(jīng)工程和神經(jīng)教育工程開展戰(zhàn)略性、前瞻性的信息熱點(diǎn)工程研究，將為我國(guó)未來信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，形成經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，擬分四個(gè)階段實(shí)施。第一，以先導(dǎo)性、探索性為依據(jù)，圍繞多學(xué)科融合下未來信息技術(shù)的創(chuàng)新體系結(jié)構(gòu)，提出信息工程領(lǐng)域未來三十年重大前沿研究問題，并總結(jié)對(duì)比國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，形成一系列重大信息工程的建議咨詢報(bào)告，為國(guó)

21、家未來信息相關(guān)領(lǐng)域的戰(zhàn)略決策提供政策依據(jù)；第二，以催生我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提升國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家為目標(biāo)，圍繞認(rèn)知計(jì)算、神經(jīng)工程及神經(jīng)教育工程三個(gè)方向，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，啟動(dòng)系列重大研究計(jì)劃；第三，強(qiáng)調(diào)信息工程相關(guān)學(xué)科間的交叉滲透，將三大方向有機(jī)結(jié)合，凝練未來國(guó)家級(jí)重大信息工程項(xiàng)目，繪制具體實(shí)施路線和架構(gòu)；第四，設(shè)立國(guó)家級(jí)重大信息工程項(xiàng)目，為未來三十年我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展發(fā)揮作用，形成具體應(yīng)用示范。發(fā)展我國(guó)量子計(jì)算的推進(jìn)策略量子信息是量子物理與信息科學(xué)相融合的新興交叉學(xué)科。基于量子力學(xué)的特性，量子信息技術(shù)具有現(xiàn)有信息技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的新的信息功能。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)的量子信息技術(shù)還處于起步階段，我

22、國(guó)在該領(lǐng)域與世界該領(lǐng)域的研究處于同一發(fā)展階段。但是跟歐美以及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們?cè)诹孔佑?jì)算機(jī)方面缺乏中長(zhǎng)期規(guī)劃，研究投入還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美日歐先進(jìn)國(guó)家，需要國(guó)家加大在這方面的投入，主要是資助廣度和強(qiáng)度上需要加大。建議可以結(jié)合具體情況，瞄準(zhǔn)量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵核心問題，每年設(shè)立若干個(gè)重大專項(xiàng)，資助一到兩個(gè)具體的研究課題。在經(jīng)過若干年的積累以后，可以提出設(shè)計(jì)制作量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)的立項(xiàng)，目標(biāo)直指量子計(jì)算終端。由于量子計(jì)算必須在相干的操控多個(gè)量子邏輯比特時(shí)才能顯示出巨大的威力，所以，作為長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)，我們應(yīng)該發(fā)展具有可擴(kuò)展性的量子計(jì)算技術(shù)，即為制備出能同時(shí)滿足上述基本條件的物理系統(tǒng)，一方面要努力尋找能

23、最大限度符合物理需求的體系，另一方面也要探索量子計(jì)算的新模型，以減少對(duì)物理體系苛刻要求的程度。我們預(yù)計(jì)的量子計(jì)算的目標(biāo)是在20年內(nèi)，研制出實(shí)用性（可計(jì)算量子比特達(dá)到100位）的量子計(jì)算機(jī)。重要的研究問題包括：研究基于新材料、新結(jié)構(gòu)的量子處理器，特別是具有擴(kuò)展?jié)摿Φ捏w系；量子編碼的實(shí)驗(yàn)研究，即實(shí)驗(yàn)上研究糾纏邏輯量子比特，這是進(jìn)一步擴(kuò)展量子計(jì)算系統(tǒng)的基本單元；研制由少數(shù)量子比特構(gòu)成的“量子準(zhǔn)處理器”，它將量子特性與經(jīng)典控制和讀出融合到單一裝置中；研究量子信息存儲(chǔ)單元的擴(kuò)展和互聯(lián)；研究量子仿真的原理和方案，實(shí)現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的仿真；研究相關(guān)的支撐技術(shù)，包括相關(guān)材料和裝置的制備，電光系統(tǒng)和單光子探

24、測(cè)器等；量子計(jì)算理論的基礎(chǔ)研究，包括各種新型的計(jì)算模型，如拓?fù)淞孔佑?jì)算等；量子計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)研究，例如，什么樣的結(jié)構(gòu)更適合于可擴(kuò)展的系統(tǒng)，如何將量子邏輯單元與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃稍谝黄鸬?；量子算法研究，研究哪些類型的問題可以在量子計(jì)算下加速運(yùn)算。綜合分析現(xiàn)階段量子計(jì)算機(jī)的理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展情況，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，經(jīng)過分析，我們提出一個(gè)三步走的研究規(guī)劃：第一步，用5年左右的時(shí)間（“十二五”期間），作為理論完善的階段，提出量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的可行性方案及優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，具體解決諸如存儲(chǔ)器的量子比特?cái)U(kuò)展，單比特測(cè)量，量子態(tài)演化過程的量子退相干等問題。第二步，同期開展實(shí)驗(yàn)研究，再經(jīng)過10至15年

25、左右的時(shí)間（“十三五”至“十四五”期間），在核磁共振量子計(jì)算、固態(tài)量子計(jì)算、超導(dǎo)量子計(jì)算、光學(xué)量子計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，完成實(shí)驗(yàn)上的量子計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)。第三步，力爭(zhēng)在2030年前，經(jīng)過10年左右的實(shí)驗(yàn)積累，完成量子計(jì)算機(jī)組裝實(shí)現(xiàn)；根據(jù)已經(jīng)掌握的技術(shù)，推出實(shí)用性的量子計(jì)算機(jī)，進(jìn)行高可靠性的量子計(jì)算和多比特物理體系的量子模擬。未來20年社會(huì)發(fā)展對(duì)防災(zāi)減災(zāi)的需求防災(zāi)減災(zāi)是全世界共同關(guān)心的問題，而我國(guó)又是遭受自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。未來災(zāi)害將對(duì)我國(guó)的社會(huì)發(fā)展和設(shè)施安全構(gòu)成極大的威脅。盡快將現(xiàn)代信息技術(shù)及相關(guān)科技成果融入防災(zāi)減災(zāi)工程中，對(duì)于最大限度預(yù)防和降低自然災(zāi)害給人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)

26、運(yùn)行體系所造成的損失具有重大意義。隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快，中國(guó)的資源、環(huán)境和生態(tài)壓力將逐步加劇。從發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐來看，在城市化快速發(fā)展階段，城鄉(xiāng)發(fā)展與防災(zāi)減災(zāi)能力不足的矛盾將日益突出。當(dāng)前，我國(guó)正處于城市化快速發(fā)展階段，城市化率已由1978年的17.9%發(fā)展到2008年的44.9%，預(yù)計(jì)到2020年城市化率將達(dá)到60%，到2030年城市化率將達(dá)到75%。未來20年，信息技術(shù)的防災(zāi)減災(zāi)能力將體現(xiàn)在相應(yīng)的系統(tǒng)工程中，這里以地震災(zāi)害為主要對(duì)象，以建立具有監(jiān)控、預(yù)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)、指揮等功能為一體的防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)的示范工程為例，將信息技術(shù)分在如下四個(gè)方面：（1）抗毀的動(dòng)態(tài)災(zāi)備信息數(shù)據(jù)

27、中心構(gòu)建能夠抵御強(qiáng)震災(zāi)害、具有抗毀能力的動(dòng)態(tài)災(zāi)備信息數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心能夠動(dòng)態(tài)采集、存儲(chǔ)和處理地震的監(jiān)測(cè)和預(yù)警等信息以及與地震災(zāi)害相關(guān)社會(huì)信息。其中社會(huì)信息主要包括：建筑物（示范工程范圍內(nèi)所有建筑物抗震指標(biāo)，并根據(jù)年限更新數(shù)據(jù)）、人員信息（包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的人員信息；其中靜態(tài)人員信息是指與建筑物關(guān)聯(lián)的人員信息，動(dòng)態(tài)人員信息是指所有在線人員的位置信息，以便實(shí)施求援）、重點(diǎn)和敏感區(qū)域信息、災(zāi)難救助機(jī)構(gòu)和物資信息（包括醫(yī)院、紅十字會(huì)、災(zāi)備物資等）、所有地震次生源的信息，為人員轉(zhuǎn)移提供根據(jù)等。（2）面向地震災(zāi)害的應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)構(gòu)建在突發(fā)災(zāi)害情況下的應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)針對(duì)多組織、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)配置。

28、以支持災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)各種異構(gòu)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)采集和處理，并支持不同組織機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)傳輸和共享，并兼?zhèn)涞卣鸬念A(yù)警功能，即: 在地震波尚未到達(dá)前, 實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、敏感部門和人員預(yù)警及對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，并將有關(guān)信息以不同信息傳輸渠道和不同的可視化手段，及時(shí)向不同組織機(jī)構(gòu)、不同層級(jí)人員進(jìn)行發(fā)布，并將有關(guān)的反饋信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集。（3）實(shí)時(shí)地震災(zāi)害監(jiān)控、預(yù)測(cè)系統(tǒng)以地震災(zāi)害的監(jiān)控和預(yù)測(cè)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成和融合，并以直觀、有效的方式顯示地震的形成、發(fā)生和發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程。（4）應(yīng)急決策和指揮系統(tǒng)與移動(dòng)信息終端的開發(fā)面向防災(zāi)減災(zāi)決策人員，建立應(yīng)急會(huì)商、決策和指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的應(yīng)急調(diào)度和指揮，

29、并研制開發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)接入和信息查詢功能的應(yīng)急移動(dòng)信息終端，實(shí)現(xiàn)受災(zāi)人員、應(yīng)急人員和信息中心等部門和人員的實(shí)時(shí)信息交互，以支持快速、高效的生命救助，極力減少經(jīng)濟(jì)損失，保證救災(zāi)工作有條不紊。我國(guó)信息科學(xué)中長(zhǎng)期發(fā)展共性政策和措施的建議1）國(guó)家設(shè)立重大科研和產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)，通過專項(xiàng)帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。技術(shù)創(chuàng)新需要是在重大專項(xiàng)的實(shí)施過程中來完成的。通過國(guó)家所設(shè)立的重大科研專項(xiàng)和產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)等，帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。圍繞中長(zhǎng)期（20年）目標(biāo)，并以科學(xué)的考核與評(píng)價(jià)方式?jīng)Q定經(jīng)費(fèi)投入，切實(shí)保證取得優(yōu)秀研究成果的團(tuán)隊(duì)得到持續(xù)穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持。2）建設(shè)創(chuàng)新平臺(tái)，完善創(chuàng)新體系。未來信息工程技術(shù)必然是以創(chuàng)新為主導(dǎo)來發(fā)展和演進(jìn)的，因此政府必須出面建立創(chuàng)新平臺(tái)，完善未來信息工程技術(shù)的創(chuàng)新體系，營(yíng)造良好的研究環(huán)境，拓展研究經(jīng)費(fèi)來源，建立合理的收益反饋機(jī)制，以鼓勵(lì)企業(yè)、