來(lái)源：Jiachang Pan 硅谷洞察
引子：過(guò)去的2020年，新冠疫情的全球性爆發(fā)也沒(méi)能停止人工智能（AI）發(fā)展的腳步：特斯拉全自動(dòng)駕駛汽車(chē)限量發(fā)行，百度全球直播“全無(wú)人駕駛”技術(shù)，腦機(jī)接口技術(shù)（BCI）在豬身上的成功應(yīng)用，以及量子計(jì)算解碼mRNA結(jié)構(gòu)助力疫苗研發(fā)...研究發(fā)展成果數(shù)不勝數(shù)。
最近，百度、谷歌等多家科技巨頭相繼發(fā)布2020年AI發(fā)展總結(jié)。2020年12月30日，百度以一篇萬(wàn)字長(zhǎng)文《百度AI的2020》向2020年告別。2021年1月12日，谷歌發(fā)布萬(wàn)字內(nèi)容“Google Research: Looking Back at 2020,and Forward to 2021”向新年Say hi。結(jié)合這些總結(jié)文章與全年重要科技盛會(huì)，例如微軟Build和亞馬遜re:Invent，我們可以看到2020年科技巨頭們的幾大關(guān)鍵聚焦領(lǐng)域：AI技術(shù)支持抗“疫”、AI基礎(chǔ)技術(shù)持續(xù)突破、不斷加碼量子計(jì)算自動(dòng)駕駛等前沿技術(shù)、云計(jì)算與AI的深度融合。
1、AI技術(shù)支持抗疫，生命科學(xué)成AI應(yīng)用熱點(diǎn)
截止目前，全球新冠病毒死亡病例達(dá)到206萬(wàn)。病毒檢測(cè)和疫苗研發(fā)工作爭(zhēng)分奪秒，每一項(xiàng)成果的突破都可能挽救數(shù)萬(wàn)人的生命。然而，了解病毒，特別是病毒蛋白質(zhì)、RNA等分子結(jié)構(gòu)，卻是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程。換句話說(shuō)，誰(shuí)有能力在病毒問(wèn)題上制勝，誰(shuí)就在資源分配和社會(huì)治理話語(yǔ)權(quán)里領(lǐng)先。
2020年初，國(guó)內(nèi)新冠疫情來(lái)勢(shì)洶洶。百度反應(yīng)最為機(jī)敏，早在1月，百度開(kāi)源了線性時(shí)間算法Linearfold，可將此次病毒全基因組二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)從55分鐘縮短至27秒，提速120倍。此外，百度推出的全球首個(gè)mRNA疫苗基因序列設(shè)計(jì)算法LinearDesign，能在16分鐘內(nèi)大大提升疫苗設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，從而有效解決了mRNA疫苗研發(fā)中最重要的穩(wěn)定性問(wèn)題，加速疫苗研發(fā)速度。
在美國(guó)，谷歌的AlphaFold迎突破性進(jìn)展，有望將成果應(yīng)用于疫苗研發(fā)。作為谷歌旗下DeepMind開(kāi)發(fā)的一款人工智能程序，AlphaFold通過(guò)深度學(xué)習(xí)，可以對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。2020年11月30日，AlphaFold2在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)評(píng)估大會(huì)（CASP）中奪冠，預(yù)測(cè)精度值達(dá)新高。
以上的成果意味著，AI有望大幅提高大分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的精度和效率。AI、生物計(jì)算和病毒研究、疫苗研發(fā)等生命科學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的結(jié)合將迎來(lái)爆發(fā)。
2006年來(lái)每屆CASP大會(huì)精確度最高團(tuán)隊(duì)的預(yù)測(cè)值，近年來(lái)AlphaFold團(tuán)隊(duì)再創(chuàng)新高，
圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
AlphaFold高精度蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
此外，科技巨頭們陸續(xù)落地了許多AI應(yīng)用來(lái)幫助政府、社區(qū)、民眾抗擊疫情。百度AI測(cè)溫出現(xiàn)在地鐵高鐵等公共場(chǎng)所，解決佩戴口罩及帽子情況下的體溫檢測(cè)；智能外呼平臺(tái)一秒呼出1500個(gè)電話輔助健康排查及通知；AI問(wèn)診每日調(diào)用近萬(wàn)次，機(jī)器人戰(zhàn)疫解決方案落地30多家醫(yī)院、機(jī)構(gòu)。
去年疫情之下，谷歌破天荒的和蘋(píng)果合作，聯(lián)合推出了支持藍(lán)牙隱私保護(hù)技術(shù)的暴露通知系統(tǒng)(ENS)，以及時(shí)通知用戶(hù)避免接觸新冠感染者人群。同時(shí)，谷歌也在利用用戶(hù)的匿名搜索數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)新冠病毒傳播和癥狀搜索相關(guān)的數(shù)據(jù)。
2020年1月，微軟宣布推出 AI for Health項(xiàng)目，重點(diǎn)幫助那些處于新型冠狀病毒肺炎研究一線的科研人員。隨后在微軟Build大會(huì)，微軟在現(xiàn)有醫(yī)療行業(yè)相關(guān)云服務(wù)的基礎(chǔ)上，打造推出了“醫(yī)療云”，這種專(zhuān)門(mén)的行業(yè)云在微軟是開(kāi)天辟地頭一遭。
2、AI基礎(chǔ)技術(shù)持續(xù)突破
在AI基礎(chǔ)技術(shù)方面，百度大腦6.0核心技術(shù)突破“知識(shí)增強(qiáng)的跨模態(tài)深度語(yǔ)義理解”，理解真實(shí)世界的復(fù)雜場(chǎng)景。例如，視覺(jué)語(yǔ)言模型ERNIE-ViL刷新5項(xiàng)任務(wù)記錄登頂權(quán)威榜單VCR，超大規(guī)模開(kāi)放域?qū)υ捝删W(wǎng)絡(luò)PLATO-2在內(nèi)容豐富性和連貫性上達(dá)到新高度，能夠就開(kāi)放域話題進(jìn)行流暢深入的聊天，在DSTC-9比賽中斬獲五項(xiàng)冠軍。
谷歌也在持續(xù)推進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)的研究。比如在機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）算法領(lǐng)域，谷歌開(kāi)發(fā)了名為SimCLR的自監(jiān)督和半監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)最大化同一圖像的不同變換視圖之間的一致性和最小化不同圖像的變換視圖之間的一致性。在機(jī)器感知領(lǐng)域，推出了CvxNet、3D形狀的深層次隱式函數(shù)、神經(jīng)體素渲染和CoRNet等算法模型，在戶(hù)外場(chǎng)景分割、三維人體形狀建模、圖像視頻壓縮等場(chǎng)景的實(shí)際應(yīng)用。
微軟在機(jī)器學(xué)習(xí)方面宣布與人工智能行業(yè)推動(dòng)機(jī)構(gòu)OpenAI獨(dú)家合作，打造了一臺(tái)排名全球前五的超級(jí)計(jì)算機(jī)，專(zhuān)門(mén)用來(lái)在Azure公有云上訓(xùn)練超大規(guī)模的人工智能模型。
3、不斷加碼量子計(jì)算、自動(dòng)駕駛等前沿技術(shù)
量子科技創(chuàng)新的重要性和緊迫性已經(jīng)被社會(huì)各界廣泛認(rèn)可。量子計(jì)算的研究進(jìn)展，也將反哺人工智能和云計(jì)算，為新基建的發(fā)展增添動(dòng)能。放眼全球，各國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域并驅(qū)爭(zhēng)先。英國(guó)于2015年正式啟動(dòng)“國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃”，目前已累計(jì)投資超過(guò)5億英鎊建立量子技術(shù)研發(fā)中心；歐盟2016年發(fā)布投資總額超過(guò)10億歐元的“量子宣言”旗艦計(jì)劃。美國(guó)更是在2018年通過(guò)《國(guó)家量子行動(dòng)計(jì)劃(NQI)》法案，計(jì)劃在四年內(nèi)增加量子信息科學(xué)領(lǐng)域12.75億美元投資，以確保美國(guó)在量子技術(shù)時(shí)代保持領(lǐng)先。
谷歌實(shí)力捍衛(wèi)自己在量子計(jì)算當(dāng)中的霸主地位，并乘勝追擊。一年前，Google的Quantum AI團(tuán)隊(duì)使用量子計(jì)算機(jī)超越了世界上最快的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，2020年，谷歌推出了新的開(kāi)源量子模擬器qsim，它將幫助研究人員開(kāi)發(fā)量子算法。該模擬器已證明能在111秒內(nèi)在一個(gè)谷歌云節(jié)點(diǎn)中以14柵極深度仿真一個(gè)32量子比特量子電路。
IBM也及時(shí)意識(shí)到量子領(lǐng)域的重要性，將量子部署到自己傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)云計(jì)算上。在2020年開(kāi)始在其公共云上提供量子安全密碼服務(wù)。為了幫助客戶(hù)在數(shù)據(jù)在IBM Cloud內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子安全保護(hù)，IBM將在其云服務(wù)中增強(qiáng)其TLS / SSL的使用，旨在利用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放源代碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)量子安全的算法。
而國(guó)內(nèi)量子計(jì)算又一里程碑式的突破當(dāng)屬百度的“量易伏”。今年9月，百度發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)——量易伏，實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算和云計(jì)算的深度融合，給開(kāi)發(fā)者提供了量子計(jì)算的平臺(tái)。與此同時(shí)，百度升級(jí)了其量子脈沖云計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)量脈和量子機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)工具集量槳。其中，量槳是基于百度飛槳研發(fā)的量子機(jī)器學(xué)習(xí)工具集，有助于人工智能與量子計(jì)算之間的融合。
百度Apollo首發(fā)5G云代駕，圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
智能交通的發(fā)展路徑各國(guó)有各自的特色，而高科技公司如特斯拉、微軟、百度、蘋(píng)果等公司，在自動(dòng)駕駛的發(fā)展上也各有側(cè)重于專(zhuān)長(zhǎng)。隨著中國(guó)5G基礎(chǔ)設(shè)施大面積部署，國(guó)內(nèi)5G與AI的融合，以百度這類(lèi)AI公司為代表的技術(shù)型公司，不斷構(gòu)建著“車(chē)路協(xié)同”等的基礎(chǔ)設(shè)施，更在“萬(wàn)物智能——百度世界2020”大會(huì)上完成全球首次全無(wú)人駕駛直播。
相信2021年中美新一輪智能出行的技術(shù)角逐仍將繼續(xù)。
4、云與AI深度融合
疫情之下，全球都在加快各行各業(yè)信息化、數(shù)字化和智能化的進(jìn)程，作為信息基礎(chǔ)設(shè)施，云計(jì)算站上了浪潮之巔。并且我們看到，云計(jì)算與AI的融合越來(lái)越深入，不僅僅是用云計(jì)算為各行業(yè)節(jié)約數(shù)字化成本，更是用AI幫助提升企業(yè)的效率，進(jìn)行智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
2月，作為百度AI to B的重要承載者和輸出者的百度智能云進(jìn)行了戰(zhàn)略升級(jí)：以云計(jì)算為基礎(chǔ)，以人工智能為抓手，聚焦重要賽道。12月，百度智能云進(jìn)一步提出“云智一體”， 將技術(shù)突破及應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求相結(jié)合，讓客戶(hù)像使用水電煤一樣，方便快捷地使用AI，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。
云智一體的百度智能云朝產(chǎn)業(yè)智能化不斷加速，取得許多突破成果。例如，與北京市海淀區(qū)合作打造海淀城市大腦，與貴陽(yáng)經(jīng)開(kāi)區(qū)合作打造AI工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，攜手中國(guó)建材集團(tuán)打造智慧物流。
2020年12月，亞馬遜召開(kāi)了re:Invent2020大會(huì)，亞馬遜AWS CEO Andy Jassy提出，在云服務(wù)市場(chǎng)，以下四項(xiàng)是能改變游戲規(guī)則的顛覆性服務(wù)：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)；數(shù)據(jù)分析服務(wù)；機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)；以及開(kāi)發(fā)工具。能看出，機(jī)器學(xué)習(xí)這樣的AI基礎(chǔ)技術(shù)正在深入亞馬遜云。
5、新基建政策下，中國(guó)AI發(fā)展乘勢(shì)而上
1月20日，清華大學(xué)人工智能研究院、清華-中國(guó)工程院知識(shí)智能聯(lián)合研究中心聯(lián)合發(fā)布《人工智能發(fā)展報(bào)告2020》。報(bào)告發(fā)現(xiàn)，中國(guó)在自然語(yǔ)言處理、芯片技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、信息檢索與挖掘等10多個(gè)AI子領(lǐng)域的科研產(chǎn)出水平居于世界前列；在多媒體與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的論文產(chǎn)出量超過(guò)美國(guó)，居于全球第一；而在人機(jī)交互、知識(shí)工程、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)圖形、計(jì)算理論領(lǐng)域，中國(guó)還需努力追趕。
2020年，國(guó)家提出“新基建”政策后，以5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等為代表的新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)掀起新一輪科技熱潮，并支撐經(jīng)濟(jì)邁向高質(zhì)量發(fā)展。百度在業(yè)內(nèi)率先提出AI新基建，依托包括百度大腦、飛槳、智能云、數(shù)據(jù)中心等在內(nèi)的新型AI基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)智能交通、智慧城市、智慧金融、智慧能源、智慧醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。相信在政府和企業(yè)的共同努力下，2021年，我國(guó)AI發(fā)展更將乘勢(shì)而上。
此外，2021年，AI將繼續(xù)與生命科學(xué)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合。芯片、量子計(jì)算將成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)核心。我們也注意到，科技的發(fā)展必須符合社會(huì)倫理，更多的法律法規(guī)將會(huì)完善以促進(jìn)科技的善用。
（本文作者：Jiachang Pan；編輯：SV Insight）
參考資料：
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1688842290134252551&wfr=spider&for=pc
https://ai.googleblog.com/2021/01/google-research-looking-back-at-2020.html#Quantum
https://deepmind.com/blog/article/alphafold-a-solution-to-a-50-year-old-grand-challenge-in-biology
https://apollo.auto/docment/Autonomous_Driving_Connected_Road_Efficient_Mobility.pdf
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