一、世界信息技術及產業發展重要動向

2019年，信息技術取得全方位突破，量子計算機技術加速發展，推動全球向量子計算時代邁進；超級計算機性能再創新高，為人類提供更高層次的算力；云計算技術的廣泛應用帶來數據存儲、處理和服務等的便捷式共享；5G 全球逐步商用化為數據的高速傳遞和數字應用場景拓展提供渠道；人工智能與各行各業的深度融合帶動社會智能化升級，區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中成為重要突破口。信息技術的飛速進步，促使產業應用持續深化，但全球貿易摩擦加劇影響產業規模的擴張，信息技術產業在跌宕的前行中積累爆發動能。

（一）信息技術進步帶動數字經濟等相關產業蓬勃發展

隨著新一代信息技術快速發展，人工智能、區塊鏈、云計算、量子技術等先進技術迸發創新活力，驅動數字經濟發展、催生產業變革。數字經濟已經成為全球經濟最重要的組成部分之一。世界各國從政策、技術和資金等方面推動信息技術進步，促使數字技術向各個行業全面滲透，加速數字經濟發展。

1.信息技術產業發展勢頭良好，中美成為數字經濟的領頭羊

2019年8月，德勤發布《未來已來·全球AI創新融合應用城市及展望》報告，指出全球人工智能市場將在未來幾年經歷現象級的增長，預計 2025年世界人工智能市場規模將超過6萬億美元，2017—2025年復合增長率達30%。該報告稱，人工智能在傳統市場的應用仍將保持大幅度增長，預計 2030年制造業、通信傳媒及服務、自然資源與材料將分別以16%、16%、14%的增長率位居前三。與此同時，制造企業加速數字化轉型，將推動管理、工廠、物流等領域全方位智能化。

2019年9月，聯合國貿易和發展會議發布的《2019年數字經濟報告》稱，全球使用互聯網的人數在過去 20 多年里迅速增加，數字技術的快速發展與傳播正在改變經濟和社會活動，并創造了巨大的財富。各國政府應通過調整現有政策法規或制定新的政策法規，在引導數字經濟發展方向上發揮關鍵作用。但是，在數字經濟創造新機遇的同時，不斷擴大的數字鴻溝讓很多發展中國家，尤其是最不發達國家遠遠落后。只有讓所有國家都參與地區或國際合作，才能有效應對數字經濟在競爭、稅收、跨境數據流動、知識產權、貿易和就業等領域帶來的挑戰。該報告顯示，美國和中國在全球數字經濟發展中保持領先，兩國市場占區塊鏈技術所有相關專利的75%，全球物聯網支出的50%，云計算市場的75%以上，全球70家最大數字平臺公司市值的90%。

2019年10月，世界互聯網大會發布《中國互聯網發展報告2019》。該報告顯示，2018年中國數字經濟規模達31.3萬億元人民幣，占國內生產總值比重達34.8%。從結構上看，2018年中國數字產業化規模為 6.4 萬億元人民幣，進入穩步增長期；產業數字化規模增長迅猛，達24.9萬億元人民幣，數字經濟與實體經濟的融合不斷深化。電子商務蓬勃發展，2019年上半年中國網上零售交易額達 4.82萬億元人民幣，同比增長17.8%。數字經濟的蓬勃發展催生了大量新業態、新職業，如2018年中國數字經濟領域就業崗位達到 1.91 億個，相關就業人數占全年總就業人數的24.6%。

2.各國從人才培養、政策規劃和資金投入等方面全力推動信息產業發展

2019年，日本在人工智能標準和人才培養上發力，推進人工智能的應用。在國際標準制定方面，日本產業技術綜合研究所（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST）為自動駕駛、商店銷售預測等搭載人工智能的產品制定“品質保證標準”，提出需要達到的安全及性能標準，以及開發時需要預先檢查的項目，以確保人工智能產品的品質。在人才培養方面，日本文部科學省將與全國的大學共同制定新的人才培養課程，以在制造業、零售及服務業、醫學、農業等領域增加能熟練運用人工智能技術的人才。

2019年6月，英國政府宣布將投資1.5億英鎊用于量子技術商業開發，資金主要用于資助產品和服務創新、行業主導的技術開發項目、供應鏈和投資加速器4個領域，以最大限度發揮英國在量子技術方面的潛力，預計該投資將帶動業界向量子技術商業開發投資2億英鎊。

2019年11月，美國白宮科技政策辦公室（Office of Science and Technology Policy，OSTP）發布《2016—2019年推進人工智能研發的進展報告》。該報告總結了各聯邦機構過去3年在人工智能領域的相關投資，并按照《國家人工智能研究和發展戰略計劃》中的8種人工智能研發策略對23個聯邦機構的具體投資項目進行了梳理，這些投資項目涉及軍事防御、農業、航天、公共衛生和國土安全等多個領域。該報告對聯邦機構在人工智能領域的投資持支持態度，肯定其投資項目的廣度、深度、重要性與影響力，并指出美國應保持在人工智能研發與創新領域的全球領導地位。

2019年11月，美國白宮科技政策辦公室和美國國家科學與技術委員會（NationalScience and Technology Council，NSTC）發布《國家戰略性計算計劃》的更新版本。該計劃于2016年9月首次發布，明確了維持并提高美國高性能計算領域領導力的戰略目標。更新版本匯總了該計劃迄今取得的成果，并確立了新的目標：一是開拓數字世界與非數字世界間的新領域，以應對 21 世紀的科學技術挑戰和機遇；二是推進計算基礎設施和生態系統的發展；三是建立并擴大合作伙伴關系，以確保美國在科學、技術和創新方面的領導地位。

3.對中國的影響和啟示

隨著高速、移動、安全、便捷的新一代信息基礎設施建設不斷推進，全球數字經濟發展的基石日益牢固。世界互聯網用戶數量的持續增長，以及互聯網對區塊鏈、人工智能、物聯網和云計算等前沿技術的吸收，又進一步催化了數字經濟的強勢崛起。

中美兩國把握信息技術發展趨勢，充分利用互聯網紅利，推動本國數字經濟快速發展，目前處于全球領先地位，但兩國數字經濟發展模式存在很大不同。一是創新模式不同。美國數字經濟的創新更多以底層技術創新為基礎，通過技術創新引領商業模式創新，技術創新與商業模式創新并重，實現以技術驅動數字經濟發展。中國數字經濟創新更多依賴商業模式創新，或依靠龐大的國內市場，以營銷手段推動用戶轉化，憑借市場規模效應實現快速成長。二是產業鏈深化程度不同。美國將信息技術視為一種通用技術，強調將信息技術應用于各個領域，在數字經濟產業鏈上下游快速拓展，進行深度布局，形成持續創新與發展的能力，更好地發揮出信息技術的整體帶動效應。中國則側重數字經濟下游產業，尤其是虛擬經濟的帶動性，產業鏈拓展程度不夠，導致上游產業基礎設施建設相對落后，資金和人才大量集中在互聯網金融、網購等下游產業，數字經濟企業對底層技術研發熱情不高。同時，中國制造業與互聯網的融合度不高，也導致數字經濟面臨后續發展乏力的困境。可喜的是，近年來，中國在關鍵核心技術領域投入巨大，在芯片技術等制造業上游領域加強自主創新，相關技術水平有較為顯著的提高。

中國在支持數字經濟發展方面，應該更加注重互聯網產業的整體布局，強化信息基礎設施建設，積極發展大數據、云計算和人工智能技術，推進工業與能源等領域的互聯網應用，重視技術研發、專利和知識產權保護，鼓勵研究成果向市場產品轉化，從而有效推進數字經濟的發展。

（二）全球人工智能戰略競爭日趨激烈

人工智能技術隨著算法更新、數據擴容和計算能力提升不斷取得新的突破，其應用場景已覆蓋生產生活、經濟運作、社會管理和軍事作戰等方方面面。2019年，世界各國繼續積極推動人工智能技術發展，加快相關人才培養進度，鼓勵傳統產業利用人工智能轉型升級，強化人工智能領域的競爭壁壘，以期在第四次工業革命的前夜贏得先發優勢。

1.世界主要經濟體加速推進人工智能發展，旨在確保競爭優勢

2019年，美國、英國、歐盟、日本和韓國等世界主要經濟體繼續加強政策引導，加大支持力度，搶占人工智能競爭制高點。新加坡、丹麥、荷蘭和俄羅斯等人工智能領域的新興國家，也積極制定人工智能國家戰略，加快人工智能產業發展。

2019年2月，美國總統特朗普簽署“維護美國人工智能領導力”行政令，啟動《美國人工智能倡議》，美國將人工智能研究和開發作為優先事項，從資源調配、政策、人才培養和國際合作等方面扶持人工智能研發，旨在維持美國在人工智能領域的領導地位，確保全球優勢。

2019年3月，丹麥政府發布《人工智能國家戰略》，旨在使丹麥從人工智能的巨大潛力中獲得最大收益。該戰略確定了人工智能必須以人為中心，推進人工智能技術的研究和開發，企業通過開發和應用人工智能實現增長，公共部門應用人工智能提供世界一流服務4個愿景，并提出了發展人工智能的道德原則及措施。

2019年10月，俄羅斯總統普京批準《2030年前俄羅斯國家人工智能發展戰略》。該戰略旨在促進俄羅斯在人工智能領域快速發展，包括在人工智能領域進行科學研究，為用戶提升信息和計算資源的可用性，完善人工智能領域人才培養體系等。

2019年11月，新加坡發布一項為期11年的國家人工智能戰略，計劃投入5億新加坡元，在交通物流、智慧城市、醫療保健、教育和安全5大領域推動人工智能技術的應用，力爭在 2030年完成國家基礎設施的智能化升級。新加坡還將積極加強人工智能相關人才儲備，推動人工智能教育普及，增強全民計算思維和數據素養，為人工智能驅動型經濟打造人力基礎。

2.軍事領域人工智能研究加速，有望帶來人工智能技術的新突破

近年來，以DARPA為代表的國防部門意識到人工智能在軍事領域的顛覆性價值，全面資助人工智能技術研究，以爭奪未來智能軍事領域的主導權和優勢地位。軍事領域人工智能技術的研究涉及機器學習、圖像識別、語音識別、機器人、指揮與控制、文本分析等諸多領域，已經成為人工智能與其他科學交叉研究的前沿陣地，或將從底層技術出發，為人工智能帶來革新式發展。

2019年2月，DARPA啟動“針對開放世界新奇事物的人工智能和學習科學”項目，開發可適應環境動態變化的人工智能系統。該項目擬通過開展科學研究，將開放世界的新穎性進行量化表征，從而創建能對開放世界的新穎性做出反應的人工智能系統，并在美國國防部選定的領域進行演示和評估。2019年5月，DARPA啟動“空戰演進”項目，旨在將人工智能應用于空戰。人工智能空戰應用成熟后，人工智能可替代飛行員完成部分空戰任務，人類飛行員的地位將提升為駕駛艙任務指揮官。

2019年4月，美國陸軍研究實驗室（U.S.Army Research Laboratory，ARL）研究如何利用人的大腦活動信號來訓練人工智能系統，使該系統可動態響應士兵需求，并自適應地輔助士兵完成任務，優化人機組隊性能。2019年5月，美國海軍水面作戰中心（Naval Surface Warfare Center，NSWC）宣布開發“蜂群戰術”系統，旨在利用機器學習和人工智能技術為大型戰艦制定戰術，提高其防御小艇集群攻擊的能力。2019年9月，美國休斯研究實驗室（Hughes Research Laboratories，HRL）啟動“因果自適應決策輔助”項目，擬開發新型軟件系統，從多源情報中抓取海量數據，為海軍指揮中心整理行動優先級建議清單。

3.對中國的影響和啟示

人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量。在大數據、移動互聯網和腦科學等新興技術的驅動下，人工智能加速發展，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征，對經濟發展、社會進步、國際政治經濟格局等方面產生深遠影響。近年來，人工智能領域的競爭日趨激烈，中、美、英、日、德等國大力推動人工智能發展，以期在新一輪科技革命中占據制高點。美國憑借其強大的創新能力、深厚的人才儲備和活躍的技術研發，在人工智能競爭中穩居首位。

在人工智能領域，與美國相比，中國仍存在明顯差距。在學術論文方面，中國人工智能領域的論文發表數量從 2006年開始快速增長，至今論文總數量已接近美國，但中國論文的影響力和引用率與美國差距巨大。在基礎技術方面，中國在機器學習、文本分析、計算機圖像與視頻分析、群體智能等技術上積極發展，在深度學習、機器人流程自動化和推理學習等領域還比較落后。在人才儲備方面，中國人工智能人才總數約為5萬人，而美國約為83萬人，特別是在人工智能的基礎算法、芯片和傳感器等方面的人才數量上，中國不僅落后于美國，也落后于英國、德國、日本和以色列。

總體來說，美國在人工智能領域的技術領先地位短期內難以被撼動，但中國充分利用政策支持、數據優勢和場景開放性，推動人工智能應用迅速走向市場。一方面，中國要繼續穩步推進人工智能技術發展，從科研立項、智能經濟到智能社會全面布局；另一方面，中國也應加大對人工智能基礎層和技術層的關注和投入，同時加強人工智能可能帶來的風險、相關標準、政策保障、行業準則和倫理規范等方面的研究，有效促進人工智能的發展。

（三）各國積極探索量子技術，搶占發展先機

量子技術被認為是可以改變未來的關鍵科學技術。各國對量子技術的關注度持續攀升，研發投入不斷加大，預計2020年全球對量子技術的投資將達到130億美元。美國、德國、英國和日本等國均加大對量子技術的政策傾斜和資金支持，旨在構筑競爭優勢，搶占發展先機。

1.美、德、英、日等國政府強化量子研究支持措施，加大對科研機構的資助力度

2019年2月，美國國家科學基金會發布“量子躍遷挑戰研究所”項目指南，擬投資 9400 萬美元推動量子信息科學與工程前沿研究，研究內容涵蓋量子計算、量子通信、量子模擬和量子傳感等方向。該項目旨在研究用于遠程安全通信的量子網絡，開發、創建高效量子計算機所需的軟件解決方案，為量子模擬器開發算法、架構和平臺，研發基于量子系統的計量和傳感器技術。“量子躍遷挑戰研究所”項目還將加大培養量子技術人才的力度，促進不同研究團體之間的合作，推動產業界、國家實驗室和國際合作伙伴的深度協同，利用現有基礎設施資源開展更多量子研發活動。

2019年5月，德國政府宣布將撥款6.5億歐元開展大型量子通信研究項目，以強化德國及歐洲在量子通信技術領域獨立自主的能力。2019年7月，日本內閣會議發布《集成創新戰略2019》，分析過去一年日本國內外形勢的變化，指出日本未來在生物技術、量子技術、人工智能、環境能源及安全等關鍵領域的發展目標和發展建議。2019年12月，美國和日本簽署《東京量子合作聲明》，正式確立兩國在量子科學領域的合作關系。根據聲明，兩國未來將在量子信息科學技術研究與開發方面持續合作，具體合作領域包括但不限于量子計算、量子網絡和量子探測；合作培育下一代量子信息科學家和工程師；利用多邊合作機會解決國際性重要問題和關鍵政策問題；促進研究方法、基礎設施和數據的共享等。

2.量子技術屢獲突破，量子計算機商用化初步展開

2019年2月，加拿大多倫多大學研制出全光子量子中繼器的關鍵元件，該元件可用于遠距離光量子信息傳輸。光量子中繼器是解決量子信息傳輸中信息丟失和出錯問題的一項備選方案，能夠克服傳統量子中繼器的諸多缺點，可為量子信息傳輸提供穩定、快速和節能的通信保障。此項研究成果將有助于制造高效的光量子信息傳輸網絡。

2019年5月，澳大利亞新南威爾士大學的研究人員成功測量硅雙量子比特操作的準確性，首次驗證了硅雙量子比特邏輯運算的保真度。量子保真度決定著量子運算的準確性，但此前研究人員對雙量子比特邏輯門的保真度尚不清楚。研究人員實施了基于“Clifford”技術（一種可以評估量子比特精度的技術）的保真度基準測試，結果證明，平均兩個量子比特邏輯門的保真度為98%。研究人員表示，除首次驗證硅雙量子比特運算的保真度以外，此次成果亦進一步證明，硅基技術平臺非常適合擴展到通用量子計算上。

2019年9月，美國IBM公司上線53比特量子計算機并進行商用，保證95%的服務可用性。美國IBM公司在該量子計算機中采用了全新的53比特系統，并引入許多新技術和更緊湊的定制電子設備，使它能提供更高的算力、更優秀的擴展性并降低錯誤率，助力美國IBM公司推出更大、更可靠的云服務系統。美國IBM公司已經與 80 個商業客戶、學術機構和實驗室就量子計算建立了合作關系，希望通過提供云計算服務和開源軟件，進一步拓展量子計算的科研和商業應用。

3.對中國的影響和啟示

量子技術的兩個主要研究方向為量子通信和量子計算。在量子通信領域，中國具備了一定的技術儲備和人才積累；在量子計算領域，中國也已具備一定的技術儲備和人才積累，但在資金投入和量子計算機的研發進展上稍顯不足。美國在量子計算領域居全球領先地位，美國從科研、應用和產業發展等方面為量子計算研發提供全面支撐，已形成政府、科研機構、產業和投資力量多方協同的局面。與之相比，中國量子計算以科研機構為主導，產業和研究各方力量分散，科研體制較難適應量子計算領域快速變化的新情況。

量子計算機仍處于技術攻關和樣機研制的早期發展階段，處理器方向、編碼技術、算法仍有大量問題未能解決，其發展方向、模式仍處于摸索階段，而且量子計算機的研制屬于巨型系統工程，不僅需要多種專業的協同配合，更涉及眾多產業、基礎和工程實現環節，這些因素都制約了中國量子計算的快速發展。此外，中國在高質量材料樣品、結構工藝、制冷設備和測量系統等領域仍落后于美國、歐洲等發達國家和地區。因此，中國量子計算發展不僅要面對跨學科、跨領域合作方面體制機制的壁壘，而且存在關鍵環節受制于人的風險。

近年來，量子計算發展加速，雖然距離終極目標——通用量子計算機仍有很大差距，但2019年谷歌開發出能在200秒內完成特定計算任務的量子計算機，量子計算機的研發進展之快超越業界估計。中國要盡快發力，把握量子計算研發的關鍵窗口期，實現在量子計算機領域的趕超。

（四）5G部署競爭白熱化，各國動作頻頻

4G時代，蘋果、亞馬遜、臉譜和騰訊、阿里巴巴等互聯網公司快速崛起，引發全球數字化變革。4G 技術的巨大紅利促使各國政府提升對通信網絡的關注度。面對新一輪科技革命浪潮，世界各國紛紛將5G提升至國家戰略層面，從政策、資金和市場等多方面調動國家資源進行支持，期望在5G部署中獲得先機。美國無線通信和互聯網協會發布的《5G全球競爭》調查報告綜合考量了各國在5G領域的政府戰略、民營企業5G技術研發及引入進度、頻譜分配等情況，對各國的 5G綜合水平進行了排名。其中，中國和美國并列第一，韓國第三，日本第四。

1.美國推動國家頻譜戰略制定，為5G部署打造堅實基礎

為加快5G技術應用落地，美國政府推動制定長期國家頻譜戰略，為全面部署5G網絡做好準備。2019年5月，美國白宮科技政策辦公室發布《美國無線通信領導力研發優先事項》《新興技術及其對非聯邦頻譜需求的預期影響》兩份5G技術報告，闡述美國在無線通信領域的研發重點，并對新興技術進行展望。兩份報告指出，美國白宮科技政策辦公室明確美國5G發展的三大優先領域分別為追求頻譜的靈活性和敏捷性，以使用更多的頻段及波形；提高頻譜實時感知能力；通過安全的自主頻譜決策提高頻譜效率和效益。美國將通過研發更先進的射頻技術，以一種安全的方式提高頻譜感知能力，增強頻譜干擾檢測和分辨率，使5G技術可以更好地應對不斷變化的環境條件。美國政府將頻譜可用性及頻譜的有效利用率作為國家安全和繁榮的基礎，希望建立一個涵蓋科學研究、技術、政策、立法、運營和經濟的全頻譜解決方案，為5G部署鋪平道路。

作為美國通信領域的主要管理機構，美國聯邦通信委員會（Federal Communications Commission，FCC）重金支持5G基礎設施建設。2019年4月，美國聯邦通信委員會主席阿吉特·派（Ajit Pai）表示，美國在5G終端和基站建設方面稍顯不足，將在未來 10年內向 5G 通信基礎設施建設投入 204 億美元，通過補貼推動基站和天線的建設，將用戶與5G技術更緊密地聯系起來。美國聯邦通信委員會除向民營企業分配更多的5G專用頻段外，還將向民營通信公司及線纜公司發放補貼，以推動地方高速通信網絡的普及。

2.英國積極進行5G戰略部署，日、德加快頻譜分發和5G基礎設施建設

作為傳統科技強國，英國積極進行5G戰略部署和技術研發。英國政府表示，英國將簡化5G部署流程，并投資4000萬英鎊用于5G測試平臺和試驗項目。英國政府將探討調整現行法規的可能性，以簡化安裝 5G新設備的流程，支持5G基礎設施的開發和建設，為運營商在英國提供高質量移動通信鋪平道路。此外，作為“改善移動連接計劃”的一部分，英國政府還將投資2億英鎊對5G技術在各領域的應用進行測試。

日本完成5G頻譜商用授權，希望通過5G商用帶動依賴高速、低時延通信服務的自動駕駛、遠程醫療等技術的應用。2019年4月，日本政府電信監管部門正式向日本都科摩公司（NTT Docomo）、軟銀（SoftBank）和樂天移動（Rakuten Mobile）等移動運營商分配 5G頻譜，希望運營商建造覆蓋大城市及農村廣泛地區的 5G基礎設施。日本移動運營商計劃于2020年開始推出商用5G服務，并在未來5年內累計投入約152.9億美元建設5G網絡。

德國加快5G網絡基礎設施建設，將5G商用置于優先地位。2019年7月，德國電信（Deutsche Telekom AG）宣布投資約56億美元用于5G網絡基礎設施建設，并率先在德國推出5G商用網絡。德國電信將首先在4座城市推出5G網絡，并將在 2020年年底使 5G 網絡覆蓋德國的 20 座城市。除德國電信外，西班牙電信（Telefónica）和沃達豐（Vodafone LSE）等公司也將在德國推出5G商用網絡。

3.對中國的影響和啟示

盡管中國在5G領域取得了一定的技術研發成果，但在 5G發展上仍然面臨諸多問題。一是技術路徑選擇問題。5G 存在獨立組網和非獨立組網兩種模式，非獨立組網造價低，便于快速部署，國外普遍采用此種模式。但是，只有獨立組網才能對5G各項功能進行全方位支撐，滿足產業型互聯網的發展需求，而其造價則顯著高于非獨立組網的造價。二是運營商成本問題。5G 基礎設施除了宏基站，還涉及大量小微基站、光傳輸、核心網等設施，這意味著5G運營商將面臨較高的運營成本。三是商業模式問題。在4G時代，運營商主要通過用戶端實現商業盈利，在5G三大應用場景中，兩個面向企業端，這代表用戶端盈利走弱。如何通過面向企業端的服務實現5G商業目的，全球運營商都在探索，前景仍不明晰。四是產業鏈安全問題。5G 產業鏈全球化趨勢不可阻擋，但部分西方國家通過政治手段阻礙正常的商業合作，這將嚴重影響5G產業鏈安全。

5G 被認為是第四次工業革命中全球競爭的新基礎，其建設和發展是一個長期過程。為促進5G技術進一步成熟及落地應用，中國要在保證安全的前提下，推動數字基礎設施的全面鋪設，鼓勵市場探索5G技術的應用創新，構建完善的產業鏈和生態系統。

（五）網絡安全技術逐漸向智能化攻防轉變，5G 網絡安全受到歐洲高度關注

近年來，芯片底層漏洞暴露、病毒軟件大范圍爆發和臉譜等平臺億級用戶信息泄露等事件頻發，使得網絡安全在硬件、軟件和數據方面面臨的挑戰愈加嚴峻。與此同時，云計算、量子計算和人工智能等技術的持續進步，又推動網絡安全加速向智能化、自動化方向發展，加速網絡安全由人工主導向智能攻防轉變。

1.網絡安全技術與人工智能結合取得進展，智能化攻防成果不斷涌現

2019年1月，日本富士通公司（Fujitsu）開發出一種人工智能技術，該技術能夠從大量操作日志中識別和提取攻擊日志，并自動判斷是否需要對網絡攻擊采取行動。在模擬試驗中，機器結論與專家結論的匹配率達到95%，且無漏報情況。富士通公司利用該技術可以迅速對需要采取應對措施的網絡攻擊進行即時、有效處理，提升網絡安全防護能力。

2019年6月，以色列本—古里安大學的網絡安全研究人員開發出名為Malboard的惡意軟件。該軟件可控制 USB 鍵盤的輸入，并通過人工智能模擬受攻擊者的擊鍵特征，避開根據個性化擊鍵特征驗證用戶身份的安全檢測產品的檢測。安全檢測產品一般通過識別惡意軟件生成的擊鍵輸入與人類輸入的不匹配度，發現控制鍵盤的惡意軟件。研究人員開發的惡意軟件利用人工智能技術，能自動生成符合用戶風格的擊鍵輸入。研究人員表示，該惡意軟件可對聯想、微軟和戴爾（Dell）的鍵盤產品進行有效攻擊。

2019年3月，美國網絡安全廠商火眼公司（FireEye）和美國俄亥俄州立大學（Ohio State University）的研究人員開發出一項利用人工智能預測安全漏洞的技術。該技術首選讀取數百萬條推文提及的軟件安全漏洞，而后利用機器學習訓練算法，對漏洞描述方式與具體內容代表的威脅狀態進行評估，從而進行高危漏洞預測。研究人員表示，該技術不僅可以利用推特信息預測未來數天內將被國家漏洞數據庫收集的大多數安全漏洞，還可利用自然語言處理技術分析預測出哪些漏洞將被賦予“危險”或“高危”嚴重等級，準確率超過80%。

2.美國持續優化網絡防御措施，提升安全防護水平

作為網絡安全領域強國，美國不僅在網絡安全技術智能化水平上領先，而且不斷從政策、組織和人才上強化其網絡安全防御。2019年4月，美國參議院情報委員會（U.S.Senate Select Committee on Intelligence）通過一項法案，旨在加強美國情報機構參與美國政府信息技術供應鏈及網絡安全事務，促使美國情報界在保障美國政府信息技術供應鏈、防范他國干涉美國選舉，以及消除政府安全密級資質審查工作積壓方面扮演更重要的角色。2019年5月，美國總統特朗普簽署“網絡安全人才隊伍建設”行政令，要求通過規范網絡安全的政府間用語、激勵學術界和聯邦機構的參與、加速學習等方面的新舉措，填補美國網絡安全領域的 30 萬職位空缺。2019年9月，美國國防部聯合人工智能中心為美國軍方網絡安全數據制定新框架，旨在為將來的人工智能網絡防御體系奠定基礎。JAIC 將與美國國家安全局（National Security Agency，NSA）、美國網絡司令部（Cyber Command）和數十個網絡安全承包商展開合作，共同加速數據收集工作的標準化進程，創建統一的流程以管理、展示、共享及儲存信息，并最終將人工智能系統應用于監控潛在的網絡威脅。

3.歐洲高度重視5G網絡安全，擬制定嚴格法律法規監管5G供應鏈安全

2019年3月，歐盟委員會（European Commission）建議歐盟內部進行協調，采取一致行動，確保 5G網絡安全。2019年 7月，歐盟成員國完成 5G網絡安全性的國家風險評估，內容主要為：5G 網絡安全的威脅來源、5G 網絡架構及功能的敏感性、包含 5G 技術和供應鏈在內的各種風險要素。歐盟網絡與信息安全局（European Union Agency for Cybersecurity，ENISA）將根據此次評估結果，針對數字產品、程序和服務創建統一的歐洲網絡安全認證框架，確保公共信息網絡的一致性與安全性。

2019年7月，英國政府發布對電信供應鏈的審查結果并指出，英國需要落實網絡安全政策法規，以降低電信網絡風險。英國政府擬通過立法建立新的安全框架，賦予監管機構更大的權力，以提供更強大的國家安全支持，滿足電信安全需求。2019年7月，荷蘭安全與反恐協調員辦公室（National Coordinator for Security and Counter-terrorism，NCTV）發布公報，建議政府在5G網絡建設中要求供應商采取額外的安全措施，對關鍵設備和服務供應商設置更嚴格的要求。

4.對中國的影響和啟示

人類社會進入互聯網時代以來，網絡安全就成為一個長期話題。隨著移動互聯網、工業互聯網和物聯網等網絡新模式的逐漸推廣普及，以及人工智能、區塊鏈和云計算等新技術的加速推進，網絡接入設備數量呈現指數級增長，網絡安全影響范圍也日益擴大，涵蓋生產生活、經濟發展和社會穩定等方方面面。

當前，中國面臨的網絡安全威脅呈現出新的發展趨勢。一是軟硬件設備安全漏洞威脅加劇。移動設備、數據中心和物聯網設備數量持續增長，造成網絡安全攻擊點不斷增加。同時，網絡黑客挖掘軟、硬件設備底層漏洞和零日漏洞，不僅進一步增加漏洞的危害程度，擴大波及范圍，還加大了漏洞修補和防范的難度。二是針對關鍵基礎設施的網絡攻擊增加。2019年，以電網為目標的網絡攻擊頻發，直接威脅受害國的經濟和社會秩序。委內瑞拉電網遭到攻擊，全國大范圍、長時間停電；俄羅斯電網多個系統被植入惡意軟件。三是網絡攻擊規模化、手段智能化。5G 技術的逐步落地將帶來海量的物聯網設備，但多數物聯網設備的安全防護措施簡陋，極易被黑客控制，利用規模化物聯網設備發動網絡攻擊的威脅大增。黑客將人工智能、區塊鏈等新技術融入網絡攻擊手段，使網絡攻擊難以追蹤、監控和防范。

網絡安全是國家長治久安的必要保障。中國要從多方面著手解決網絡安全問題：一是強化國家整體網絡安全意識，做好網絡使用者的網絡安全教育工作，普及網絡安全技術知識；二是增強網絡安全應急處理機制，加強網絡安全態勢監控與應急處理措施，增強信息系統的恢復能力；三是發展網絡信息安全技術，提高網絡底層處理芯片硬件、操作系統與應用軟件的國產化率；同時積極建設網絡安全學科體系，培養信息產業專門人才，推動網絡安全領域對外合作、產品開發、安全測評和生態系統構建。

（六）超級計算機在科技研發中的應用進一步深化，全球下一代超算研發競爭日趨激烈

超級計算機因其極快的數據處理速度和超高的數據存儲容量，常被用于大容量信息和海量數據處理。超級計算機的運算能力將為人工智能、生物技術、新材料技術及核爆炸模擬等研究提供重要支撐，已成為一個國家在信息數據領域的綜合實力象征。目前，各科技大國和科技發達地區在打造新一代至強超算上展開全方位競爭。1.美、日超級計算機在生物、能源等領域的應用日趨成熟

美國和日本已將超級計算機應用于基因研究、核儲備管理和物理研究等領域。2019年4月，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory，LANL）和日本理化學研究所（Institute of Physical and Chemical Research，RIKEN）成立一支研究團隊，利用“三一”超級計算機對10億個原子進行DNA基因建模，從原子水平完整解釋DNA的擴展和收縮，以研究基因開關的詳細過程。該研究有助于解釋包括癌癥在內的眾多疾病的發病機理，促進相關基因療法的開發。2019年8月，美國能源部和美國國家核安全管理局（National Nuclear Security Administration，NNSA）與克雷公司簽署合同，使用超級計算機管理核儲備，使美國在應對核威脅時，擁有更快的響應、更強的創新性和更前瞻的思維。2019年11月，美國普林斯頓大學的研究人員在“泰坦”超級計算機上成功模擬太陽耀斑，幫助物理學家深入研究磁重聯現象，并以此為基礎設計出更高效的核聚變反應堆。

2.中、美超算領先全球，下一代超算研發競爭加劇

在超級計算機分布上，美國包攬最強超級計算機前兩名，且超算算力位居世界第一。2019年11月，國際組織TOP 500發布全球超級計算機500強榜單，美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）開發的“頂點”超級計算機蟬聯冠軍，其浮點運算速度達到每秒14.86億億次。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）開發的“山脊”、中國開發的“神威·太湖之光”和“天河二號”分列第2、3、4名。該榜單顯示，中國境內有227臺超級計算機上榜，在上榜數量上蟬聯第一。美國以118臺位列第二，日本、法國、德國依次位居其后。從總算力上看，美國超級計算機的占比為 37.8%，中國超級計算機的占比為31.9%。中國企業在全球十大超級計算機制造商中占據了前三名，其中聯想以174臺名列冠軍，中科曙光以71臺名列亞軍，浪潮以65臺名列季軍。從超算系統使用的芯片上看，英特爾繼續占據主導地位，入圍500強的超級計算機中有470臺用到了該公司的處理器。

美國、日本和歐盟已經開展對下一代超級計算機的研發，具有百億億次級運算能力的超級計算機預計在不久的將來面世。美國阿貢國家實驗室、芯片制造商英特爾和美國超級計算機制造商克雷公司宣布將共建美國下一代超級計算機“極光”。該超級計算機的浮點運算能力將達每秒百億億次級，計劃在 2021年年底全面投入使用。日本理化學研究所和富士通公司啟動建造的新一代超級計算機“富岳”，具備每秒 100億億次浮點運算能力，最早將于 2021年投入運行。歐盟將投資 8.4億歐元，在保加利亞、捷克、芬蘭、意大利、盧森堡、葡萄牙、斯洛文尼亞和西班牙建造8臺超級計算機，其中3臺將具備每秒15億億次浮點運算能力，其余5臺將具備每秒4000萬億次浮點運算能力。

3.對中國的影響和啟示

超級計算機不僅是衡量一個國家科技水平和創新能力的重要標志，也是解決國家發展面臨的重大挑戰性問題的強力工具。超級計算機的高性能計算能力，可為大飛機和高速列車等的設計提供計算支撐，助力生命科學領域的新藥研究和精準醫療模式變革，降低新功能材料的發現難度并提高材料性能，為科技創新提供更多可能。

近 10年來，中國超算產業取得了一批重要成果，但還面臨著諸多挑戰。一是核心技術依賴國外，雖然中國超級計算機的制造已經達到了一定的水平，但中國商用超算系統絕大部分采用國外廠商的芯片、系統和應用軟件等，自主技術的超級計算機相對較少。二是超算應用軟件研發與高水平人才培養亟待加強，中國超算應用的生態環境尚未得到系統構建，超算軟件應用領域較窄，自主研發的并行應用軟件不夠豐富，各層次超算人才培養力度欠缺，尤其是高水平超算人才隊伍積累明顯不足。三是超算基礎設施的應用效率有待提升，中國超算中心往往在應用軟件的開發能力和商業化運營上略有不足，運維費用和基礎設施的升級依賴外部政策性投入，要進一步發揮對經濟和產業的推動作用。

面對上述挑戰，中國一方面要統攬超算行業發展全局，建立一種創新的體制，形成政府投資引導、市場投資跟進、社會協同推動研發和部署的超算生態環境；另一方面要注重超算產業的可持續發展，完善超算產業生態鏈的建設，并利用超算中心的自身優勢，建立不同學科領域的合作交流平臺、人才培養平臺和應用開發平臺。

（七）光電芯片技術研發進展順利，在人工智能等領域的應用前景逐漸明晰

隨著摩爾定律逐步逼近物理規律極限，微電子技術集成電路發展瓶頸已經出現，光電芯片成為下一代芯片技術發展的方向之一。利用光信號進行數據傳輸、處理和存儲的光電芯片有望成為5G和人工智能時代的關鍵基礎設施，并帶動整個信息技術產業進入“從電到光”的轉換過程。

1.美國光電芯片研發屢獲突破，技術水平處于世界領先地位

2019年1月，美國哈佛大學的研究人員開發出新型光子集成芯片。該芯片可以存儲光并修改光的頻率，有望應用于光量子信息處理、光信號處理和微波光子學。研究人員表示，許多光量子和經典光學應用都需要改變光的頻率，而該芯片首次利用微波以可編程的方式實現對光頻率的修改。

2019年6月，美國麻省理工學院的研究人員開發出一種新型光子芯片。該芯片不僅體積更小，具有更低的功耗，且處理大規模神經網絡的效率比現有計算機高出數百萬倍。研究結果表明，該芯片運行光神經網絡的效率是電子芯片的千萬倍。該芯片可提高訓練和測試神經網絡的速度與效率，其應用領域包括機器人目標識別、自然語言處理、藥物開發、醫學成像和無人駕駛汽車等。

2.光電芯片研究成果將加速其在人工智能等領域的應用

2019年4月，美國光智芯片公司（Lightelligence）成功開發出世界首款光子芯片原型板卡。研究人員在該原型板卡上成功應用光子芯片運行Google Tensorflow自帶的卷積神經網絡模型，并完成對 MNIST數據集的處理。在測試中，該光子芯片獨立完成超過95%的運算，運算準確率在97%以上，已經接近電子芯片，而光子芯片完成矩陣乘法所用的時間僅為最先進的電子芯片的約 1%。該光子芯片成功驗證了用光子代替電子進行人工智能計算的可行性。

2019年5月，英特爾與美國加州大學伯克利分校（University of California，Berkeley）的研究人員提出構建光神經網絡的新架構，該研究有助于納米光子神經網絡在實際中應用。研究人員提出構建光學神經網絡引擎的GridNet和FFTNet兩種架構，并在針對手寫數字識別任務的軟件仿真中，對這兩種架構進行訓練。研究人員發現，在雙精度浮點值下，GridNet的精度要高于FFTNet，FFTNet則對制造過程的精確性有更高的容忍度，且兩種架構均可用于規模化生產。此項成果將推動基于光電芯片的人工智能硬件生態系統的搭建，為光電芯片的大規模應用創造可能。

3.對中國的影響和啟示

人工智能、大數據、超級計算機和云計算等前沿科技飛速發展，帶動芯片制造工藝和設計水平直線提升。隨著微電子芯片制造工藝逼近1納米物理極限，依靠工藝水平精進提升芯片性能的方法越來越難以奏效，摩爾定律正瀕臨失效。由于光子在芯片中不受電磁阻力等的影響，可大幅提升芯片的信息處理效率，光子學與芯片結合的光電芯片技術有望擺脫摩爾定律的桎梏。

當前，全球光電芯片行業尚未形成寡頭壟斷局面，但美、日廠商占據整體規模優勢，中國主要面臨幾方面的挑戰：一是知識產權受限，國外領先企業已對部分器件、基礎設計結構和某些技術路徑申請專利，憑借專利把控產業鏈高端市場，搶占市場空間，中國企業通過自主創新繞過專利壁壘難度高；二是國際標準制定能力不足，國外機構和廠商在相關技術上已有多年積累，掌握行業話語權，而中國只能參照國際標準；三是高端產品核心技術缺失，產業基礎配套能力薄弱，中國低速光電芯片產品國產化率很高，但在高速光電芯片方面技術不足，與國外差距明顯。此外，中國在光電芯片設計工具、基礎工藝和制造裝備等產業基礎方面配套能力不足。

面對光電芯片落后的現狀，中國應重視技術發展趨勢，進行科學規劃布局，突破關鍵技術，培育和構建產業生態，強化產業基礎提升與底層技術創新，推動技術、政策和產業環境的多渠道協同，推進產業布局向高端和自主可控發展。

（八）區塊鏈成為技術競爭的下個熱點，在各領域的應用探索已經展開

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式，是通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數據庫的技術方案的統稱。區塊鏈技術是比特幣等加密數字貨幣背后的技術支撐，有望成為革新科技發展的新一代核心技術。

1.各國發布區塊鏈戰略或相關規劃，加速區塊鏈技術的推廣

2019年8月，美國國會研究服務部（Congressional Research Service，CRS）發布《比特幣、區塊鏈與能源部門》報告，認為加密貨幣及底層區塊鏈技術的普及為能源部門帶來新的挑戰與機遇，建議美國政府積極制定相關政策加以應對。同時，該報告還介紹了比特幣挖礦技術、加密貨幣對能源消耗的影響，以及國際及美國境內挖礦活動的地域分布。該報告指出，區塊鏈技術是促進能源行業發展的新機遇，并對國會解決加密貨幣能源消耗問題提出建議。

2019年9月，德國政府發布《聯邦政府區塊鏈戰略》，擬采取44項措施在德國推廣區塊鏈技術，重點推進證券數字化。作為比特幣等加密貨幣背后的核心技術，區塊鏈技術被德國政府視為一種有前景的關鍵技術。此次發布的戰略由德國聯邦經濟和能源部、財政部等機構共同起草。德國政府希望利用區塊鏈技術帶來的機遇，挖掘其促進經濟社會數字化轉型的潛力，主要措施包括加大對區塊鏈技術研究的資金支持，制定法律框架對數字貨幣發行進行限制，利用區塊鏈技術推動分布式能源行業解決方案應用，探索區塊鏈技術在數字化合同方面的應用潛力。

2019年11月，印度電子和信息科技部（Ministry of Electronics and Information Technology，MeitY）表示，區塊鏈技術在國家治理、銀行、金融和網絡安全等領域具有潛在的應用價值，正著手制定國家級區塊鏈戰略，推動區塊鏈技術在全國的應用。印度先進運算發展中心（Centre for Development of Advanced Computing，C-DAC）和銀行技術發展與研究所（Institute for Development and Research in Banking Technology，IDRBT）等機構已建立區塊鏈技術卓越分布式中心，致力于開發和拓展有關區塊鏈技術及其應用案例的研究。此外，印度還在部分地區開展試驗，試行用于財產登記的區塊鏈系統，開發了用于云端安全保證和貿易融資的概念驗證解決方案。

2.區塊鏈技術重要性屢被提及，各國在多領域開展應用探索

2019年2月，美國IBM公司發布2019年度《IBM未來5年五大創新趨勢》報告，認為數字映射技術、區塊鏈、微生物圖譜、塑料回收新技術和人工智能傳感器五大創新將在未來 5年改變人們的生活。2019年5月，世界經濟論壇（World Economic Forum）成立6個獨立的“第四次工業革命委員會”，分別為區塊鏈、人工智能和物聯網等技術提供政策指導，并幫助各國政府對技術進行監管。2019年10月，高德納發布《2020年十大戰略科技發展趨勢》，指出實用型區塊鏈、人工智能安全和超自動化等將在未來5年內呈迅速增長趨勢。

2019年8月，美國IBM公司、思科（Cisco）、葛蘭素史克（Glaxo Smith Kline，GSK）、聯想、諾基亞、施耐德電氣（Schneider Electric SA）和沃達豐等公司計劃共同開發新型區塊鏈網絡，使用數字化手段改善供應鏈管理。該項目使用美國IBM公司的區塊鏈平臺構建網絡，再由各合作公司將供應商數據放到網絡上，并貢獻專業知識以擴展網絡。該項目旨在簡化傳統供應鏈管理流程，借助區塊鏈手段優化審計等環節，提高效率并降低發生欺詐和錯誤的風險。美國IBM公司采購部門預計，通過新網絡吸納新供應商所需的時間將減少 70%～80%，公司內部的管理成本將降低50%。

2019年9月，雪佛龍（Chevron Corporation）、康菲石油（ConocoPhillips）、埃克森美孚（Exxon Mobil Corporation）和荷蘭殼牌等油氣巨頭組成的企業聯盟與區塊鏈技術供應商貢博數據公司（Data Gumbo）簽署合同，擬在美國北達科他州巴肯頁巖區試點測試區域鏈技術，旨在降低現場運營的管理成本，同時減少支付糾紛和潛在的詐騙。貢博數據公司表示，在此次試點中，該公司的區塊鏈技術將用于自動支付，可為在頁巖區運營的油氣企業節省約 37 億美元的成本。雪佛龍、荷蘭殼牌等公司組成的聯盟名為“OOC 石油和天然氣區塊鏈財團”，將重點發展區塊鏈在石油和天然氣行業的應用方式。

3.對中國的影響和啟示

區塊鏈技術具備去中心化、透明、開放和不可篡改等特點。在理論上，需要借助第三方中介信用背書完成的相關交易，都可以通過區塊鏈技術完成，因此，區塊鏈技術具備廣闊的應用前景。

當前，區塊鏈技術尚不成熟，還存在可信性、可擴展性欠缺，糾錯機制待完善和安全難以全面保障等問題。除技術問題外，中國推廣區塊鏈應用還存在3個方面的挑戰。一是法律和監管政策不完善，區塊鏈技術在社會治理、金融和醫療等領域的應用，將為現有法律法規和監管框架帶來新的挑戰，同時區塊鏈技術應用的全球化水平較高，中國要加強國際監管協調，形成較為一致的監管政策。二是標準制定問題，區塊鏈在國內外還沒有形成通用標準，中國除加快推進國內標準化體系建設之外，還要積極關注和參與國際與區域統一標準的制定。三是有效的合作機制亟待建立，區塊鏈應用場景廣泛，包含眾多不同類型的主體，中國要推動區塊鏈技術企業、監管部門和市場參與者的合作，加強溝通協調，建立有效、持續、深入的合作機制。

區塊鏈技術擁有變革互聯網乃至社會生產的潛質，但也面臨著技術不成熟、標準不確定和監管不到位等問題。中國想要推廣、應用區塊鏈技術，首先要解決相關技術難題，然后要推動監管體系的主動變革與創新，制定相關標準和監管措施，從而推動區塊鏈技術在生產生活中的全面應用，助力社會經濟發展。