导读

继21年的“变量”、22年的“融合”，2023年数字科技的发展呈现出明显的“升维”特征。

来源 | 腾讯研究院

编辑 | 蒲蒲

近日，腾讯研究院联合百位内部科学家、技术专家和外部院士专家，发布《升维 - 2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告观察。

报告从数字科技的科研突破、重大事件和创新应用等方面，对高性能计算、泛在操作系统、云计算、数字人、时空人工智能、能源互联网、Web3、机器人、数字办公、产业安全共10个热点方向进行了深入分析，洞察前沿科技的重点趋势。

课题组通过持续研究，遴选了数字科技前沿应用的百余个关键技术点，绘制成一幅“数字科技星图”。根据这些技术点的相关性、影响力和成熟度，报告将其以“星座”的形态，分布在IT重塑，智能世界，数实交互和未来网络四个领域。

IT重塑的星系，汇聚着计算、存储、架构、安全、操作系统等数字科技底层设施的重塑；智能世界的星系，表达着AI、终端、机器人、数字空间等构筑未来世界的数字元素；数实交互的星系，描绘着音视频、人机交互、XR、数字人、数字孪生等推动数实共生的技术动力；未来网络的星系，预示着5G/6G、物联网、Web3、能源互联网等未来网络形态的涌现。

高性能计算

高性能计算迈向“CPU+GPU+QPU”时代

2022年是高性能计算技术发展的蓄力之年。高性能计算在架构、硬件和软件等方面的迭代和积累，将在“应用驱动”的持续塑造下，加速完成2.0的代际过渡，进入3.0时代。

• 趋势要点1：异构计算成共识，加速高性能计算2.0性能突破，3.0探索CPU+GPU+QPU。

• 趋势要点2：芯粒技术普及为未来算力突破蓄力，量子计算机硬件为应用转化持续积累。

• 趋势要点3：AI技术应用于高性能计算，算法和软件将成为量子计算新驱动力。

泛在操作系统

泛在操作系统加速人-机-物全面融合

操作系统是计算机系统中最为关键的一层系统软件，是计算系统的核心。人类社会、信息空间、物理世界深度融合的泛在计算时代正在开启，融合“人机物”海量、异质、异构资源的新场景正在涌现，所需管理的资源复杂度呈指数级增加。构建一个对下管理各类泛在设施/资源、对上支撑各类场景下数字化与智能化应用的泛在操作系统已成为发展趋势。

• 趋势要点1：“软件定义”成为泛在操作系统构造的核心使能技术。

• 趋势要点2：新应用模式正在催生多样化的应用场景操作系统。

• 趋势要点3：云-边-端不同类型泛在操作系统更趋于交互与协同。

云计算

云计算向精细化、集约化和异构计算演化

云平台从计算、网络、存储等基础能力的提升，到大数据、人工智能、数字孪生、AR/VR等数字技术与云紧密耦合形成云原生服务，再到混合云、专有云、无服务器计算、分布式云等不断形成精细化的交付模型，并伴随全真互联的需求，云上融合GPU、DPU等加速形成丰富的计算服务，云计算不断想精细化、集约化和异构计算演进。

• 趋势要点1：交付模型持续丰富适配用户转型需求。

• 趋势要点2：人工智能、大数据向云原生范式转变。

• 趋势要点3：全真互联计算需求推动云上异构计算体系加速构建。

时空人工智能

城市复杂系统的时空AI应用将会普及

时空人工智能是一组数字工具、模型和方法的集合，可以增加我们对如何、在哪里以及为什么我们在城市中定位和移动的理解。未来城市将涌现出城市的信息空间，打破物理空间与社会空间之间的隔阂，并交织重组。未来城市实际上是物理空间、社会空间和信息空间的融合体。

基于数字技术实现设施与服务的高效供需匹配，是数字技术背景下未来城市的核心特征，而实现这种基于动态时空的资源供需匹配所需的核心技术之一，就是时空智能。

• 趋势要点1：时空数据管理能力开始全面统筹城市复杂系统。

• 趋势要点2：时空数据实时计算能力正在实现城市时空资源高效匹配。

• 趋势要点3：时空知识推理与计算持续增强推理与决策能力。

能源互联网

软件定义能源网络成为电网平衡先决条件

随着新能源市场发展，当下是软件定义能源网络（SDEN）的重要发展契机。在新能源转型的背景下，电网波动性加剧，无法单纯凭借电气装置达到平衡，需要依靠数字化手段进行调节，数字技术从原来的降本增效转向，成为实现电网平衡的刚需。

因此，软件定义能源网络是未来数字化能源系统基础设施的一个核心，代表了未来能源电力系统，尤其是新型电力系统的发展方向。

• 趋势要点1：即插即用，能源网络接口设施标准化，奠定软件定义电力的基石。

• 趋势要点2：硬件蓄力，能源设备模块化革新，是实现软件定义的硬件基础。

• 趋势要点3：软硬兼施，能源虚拟化技术发展，实现软件定义能源网络。

Web3

隐私和扩容技术突破加速应用向Web3迁移

2021年，伴随着海外以太坊等公链上的应用和交易剧增，Web3的概念受到广泛关注。随着NEF市场的火热，区块链应用层被进一步打开。2021年被业界定义为Web3飞速发展的元年，Web3产业层面的发展刚刚拉开序幕。

目前，业界就Web3的概念形成的初步共识是：Web3是区块链技术出现后，基于Web3技术框架产生的概念，是一个由用户和建设者共同拥有的互联网，具有资产上链及可编程、可组合的特点。

• 趋势要点1：通用去中心化身份（DID）成为Web3底座。

• 趋势要点2：以太坊扩容有望带来大规模应用迁移。

• 趋势要点3：零知识证明将解决区块链性能瓶颈和隐私问题。

机器人

柔性材料革新推动机器人仿生精进

未来1-3年，随着柔性电子技术和机器学习算法的进步，触觉传感器的空间分辨率和精度有望大幅提升。对于提高机器人灵巧操作水平、带来人机交互体验升维意义重大，从而进一步拓展智能机器人应用空间和服务能级。

包括工业机器人遥操作、医疗手术机器人、仿真培训、空天探索、智能座舱等场景将更多补足触觉感知，将向虚拟现实下一代交互终端、末端假肢器等场景扩展。

• 趋势要点1：柔性材料取得突破性科研进展，推动机器人“穿戴”高分辨率、大面积的触觉感知。
  

• 趋势要点2：科技公司投身触觉感知的软硬件研发，推动机器人从触觉感知向触觉智能进化。

• 趋势要点3：触觉感知技术在视觉补足、视触听多模态融合方面实现发挥增量价值，有望在3-5年内实现产品级突破。

数字人

数字人成为全真互联交互新入口

目前，数字人产业正处于快速发展期间：离线渲染、非交互类型的数字人仍是主流，在数字化营销、文娱等领域应用广泛；而AI驱动的数字人在行业服务领域以及虚拟分身数字人在虚拟空间的应用都处于爆发前期。

• 趋势要点1：技术集推动数字人制作周期大幅度缩减，算力提升助力实时渲染。
  

• 趋势点2：AI技术发展提升推动多模态感知和交互能力，数字人“思想”更像人。

• 趋势要点3：数字人将成为3D互联网交互入口，推动渲染从本地到云端。
  

数字办公

数字办公加速走向在场协同和知识共创

数字办公协同正在风靡全球，据远程工作空间提供商IWG估计，全球70%的员工每周至少远程工作一次；此外，IDC数据显示，至2023年，全球2000家企业或组织中，70%将采用远程或混合办公优先的工作模式。

云平台、音视频处理、数字协同、数据操作、人工智能、表达渲染基本构建了数字办公技术栈。同时知识数字化、数字协同工具的广泛应用也进一步推动数字办公协同的发展，使得未来数字办公日益走向“多模态”与“大协同”，并引发知识共创的范式革新。

• 趋势要点1：沟通从“在线”到“在场”-“把世界带到你身边”。
  

• 趋势要点2：数字协作技术提升数字办公“”四维生产力。

• 趋势要点3：数字生产力从办公外溢，图谱化协作引发知识共创范式革新。

产业安全

多元技术促进产业安全一站式和场景化

随着“数实融合”的深入发展，数字技术的在各行业中广泛应用，引发了潜在的新型基础设施安全、数据安全、数字产业链安全、网络安全等一系列安全问题，面对挑战，一体化防护和一站式数据治理、零信任安全体系、威胁青报、AI、大数据、隐私技术等技术及理念驱动解决新型安全问题的新思路、新方法和新路径。

• 趋势要点1：数字化上云进程加快，一体化防护和一站式治理将成为最优解。

• 趋势要点2：混合办公时代未来以来，零信任体系破局安全变革。
  

• 趋势要点3：全球安全形势严峻，威胁情报共享是安全生态共建的重要路径。

• 趋势要点4：企业业务安全意识加速重塑，前沿数字技术驱动封控防线更安全。