首先，美国联邦政府设立了多个机构来推动人工智能的研发和应用
图1人工智能项目办公室的标志及其任务含义2021年，美国许多联邦机构实施了重要的机构改革，以促进人工智能的管理、RD和应用。1月，白宫科技政策办公室宣布成立国家人工智能计划办公室，该办公室将负责监督联邦政府实施《2020年国家人工智能计划法案》。其主要职责包括为人工智能机构间委员会和国家人工智能咨询委员会等提供技术和行政支持。它将加强联邦政府内部的机构间协调，促进非政府专家的参与，推动美国人工智能的研发，确保未来几年美国在人工智能领域的领先地位。9月，商务部被授权成立国家人工智能咨询委员会，其任务是独立评估国家人工智能计划，并就人工智能研发、伦理、标准、教育、技术转让、商业应用、安全和经济竞争力等相关主题向美国总统和国家人工智能计划办公室提出建议。12月，美国国防部正式设立首席人工智能和数据官职位。CDAO将隶属于国防部副部长。通过加速向作战部队的“能力投送”，将迎接战略竞争对手的挑战。预计2022年2月1日形成初始作战能力，6月1日前形成完整作战能力。
第二，美国人工智能国家安全委员会发布报告，强调为2025年前人工智能的应用做准备。
图2人工智能国家安全委员会最终报告3月，美国国家人工智能安全委员会发布了最终报告，重点阐述了在人工智能时代保卫美国的重要性和必要性，以及美国为抵御人工智能技术带来的相关威胁所采取的必要措施，并就如何负责任地使用人工智能、保护美国人民和利益提出了建议。报告指出，人工智能将成为新时代处理冲突的首选工具。为了维护国家安全，增强国防能力，美国必须负责任地使用人工智能，并做好抵御威胁的准备。报告强调，美国应在2025年前全面奠定人工智能广泛融合的基础，国防部领导层应采取行动，从上到下推动组织改革，设计创新的作战概念，建立人工智能和数字化战备的性能目标，定义联合作战网络架构，确定人工智能研发的优先领域以支持未来的军事能力，以确保美国在2025年前为军事人工智能做好准备。
第三，美国国防部推出人工智能和数据加速计划。
图3美国国防部将数据视为战略资产。6月，美国国防部副部长宣布，为了确保所有数据可见、可访问、可理解、可连接、可靠、可互操作和安全，美国国防部启动了“人工智能和数据加速”计划。这个计划提供了一个使用数据和人工智能的系统方法。它将通过向11个作战总部部署技术团队，为联合全球指挥控制的军事网络做准备，并帮助建立联合作战系统，使基于人工智能系统的数据快速到达作战人员，真正实现全球指挥控制。AIDA计划是美军从“传感器向射手”迈进的重要一步。它将有助于美军从根本上形成快速决策响应能力，加快联合全球指挥控制的发展和应用，在实战中整合和提升美国国防部作战司令部的人工智能能力，进而提高数据利用水平。
第四，美国多业务布局网络信息前沿技术发展，加速数字化现代化转型。
图4美国海军的“智能自主系统”战略2021年，美国多军种密集启动人工智能、大数据、自主系统等领域的顶层规划。加速数字化现代化转型。5月，美国太平洋空陆军发布了数字化军种愿景，提出打造数字化引导的陆军，重点关注数字化工程、数字化人才、数字化总部和数字化作战四大领域。8月，美国陆军未来司令部人工智能集成中心发布了陆军人工智能的下一个五年计划，该计划将专注于自主系统、数据分析、可视化、战场感知智能、安全和决策支持等11个重点研究领域。8月，美国海军发布了智能自主系统战略，致力于通过高度分布式的指挥控制架构，加速智能平台的开发和部署，并提供必要的作战硬件，以满足海军“对位压制项目”的需求。还指出，美国海军将通过整合无人系统、人工智能和自动驾驶，实现智能自主系统推动的未来。10月，退伍军人事务部发布了“人工智能战略”，正式定义了退伍军人事务部将如何开发、使用和部署人工智能能力的愿景，这将使美国退伍军人和社会受益。
5.美国国防部公布文件《国防部在美国境外的云计算战略》，意在通过云战略获得全球优势。
图5美国国防部在中国以外的云计算战略5月，美国国防部首席信息官办公室公布了文件《美国以外的国防部云计算战略》。该战略确立了国防部通过云创新和灵活性实现全球优势的战略愿景，分析了将云计算应用于战术层面所面临的挑战，阐述了在中国境外实施云计算的注意事项和行动计划。该战略强调云计算技术的应用在人机合作、数据存储和共享、网络安全等方面面临挑战。海外云计算战略以发展全球作战优势、获取作战信息优势、增强持续创新能力为愿景，提出了三大目标，即:为战术层面提供强大、灵活的连接；为战术层提供云计算基础设施和能力；在需要的地方部署人才。该战略强调，海外云计算战略的实施应重点关注四个问题:与东道国的协商、限制空和电源条件、限制环境和断网等条件、与其他国家合作的数据主权。未来，美国国防部和参谋长联席会议将共同领导企业开发海外云计算战略所需的云架构，并加强投入、协调和保障信息供应。
不及物动词量子计算技术的突破
图6 IBM Eagle量子计算处理器11月，IBM宣布开发了Eagle，这是一种能够运行127个量子位的量子计算处理器。这是迄今为止世界上最大的超导量子计算处理器，是继谷歌的悬铃木之后量子计算领域的重大突破。为了实现这一突破，IBM的研究人员对现有的量子处理器进行了创新，例如减少错误量子位排列设计和必要组件数量的架构。“鹰”中使用的新技术将控制布线放置在处理器中的多个物理层上，同时将量子位保持在单一层上，从而大大增加了量子位。随着高质量量子比特数量的不断增加，用户可以在进行实验和运行应用程序时探索更高复杂性的问题，例如优化机器学习或建模新的分子和材料，以用于从能源工业到药物发现过程的各个领域。“鹰”处理器的到来是量子计算机在应用上超越经典计算机的重要一步，将有助于量子产业生态系统的发展。后续，IBM还将在2022年左右推出433量子位的鱼鹰处理器，2023年左右推出1121量子位的秃鹫处理器，并启用Quantum System II集成量子计算系统。届时，美国将接近实现量子霸权。
七、DNA数据存储技术走向实用。
图7 DNA数据存储联盟白皮书中提出的DNA数据存储的一般流程
2021年，美国在DNA存储技术领域取得了多项实用成果。1月，美国螺旋生物技术公司宣布在1微米大小的硅片上成功合成了含有200个碱基对的寡核苷酸，实现了碱基对的高效合成；4月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布开发出自适应DNA存储编解码器，可以将数字二进制文件转换成分子存储所需的四字母遗传密码，从而在DNA分子中存储大量数据；6月，DNA数据存储联盟发布了行业白皮书，首次定义了DNA存储的一般流程。一系列进展表明，经过近几年的快速发展，这项技术开始走向实用。DNA存储技术的数据存储密度远高于传统的磁介质和光介质，存储介质更稳定，数据更安全。它是应对数据持续快速增长的有效技术解决方案之一，特别是在海量和机密数据的存储和传输方面，具有广阔的军事应用前景。
八、区块链技术开放军事应用试点
图8“原石”跟踪器4月，美国空陆军快速维护办公室授予了一份基于区块链技术和3D打印开发解决方案的合同，该合同致力于使美国空陆军能够在野外条件和海外基地制造、测试和部署飞机和其他武器装备的可更换部件。今年5月，美国陆军作战能力发展司令部在年度网络现代化实验中测试了区块链认证解决方案。同月，美国海军启动了基于区块链技术的医疗供应链系统的研发。该系统使用物联网的区块链平台和可信硬件“原石”跟踪器。预计将于2022年初在美国海军进行试点，为海军和海军陆战队人员提供实时健康监测和后勤支持服务。
9.斯坦福大学和其他机构开发了脑机接口技术，可以准确识别和破译书写想法。
图9研究小组首次解码了与书写相关的神经信号。5月，斯坦福大学、霍华德·休斯医学研究所、布朗大学等机构合作，首次从大脑神经信号中识别和破译字母的书写动作思路，使其能够实时转换成文字，输入速度和识别准确率都达到了很高的水平。研究人员使用植入受试者左脑的两个电极芯片，检测瘫痪受试者试图书写字母时大脑运动皮层发出的神经元信号，然后传输给计算机。然后，“递归神经网络”深度学习模型将分析神经元信号的活动模式并生成聚类图，猜测受试者预期的手部动作并输出字母。在该技术的帮助下，受试者的打字速度可以达到每分钟90个字符，原始识别准确率和计算机自动纠错后的准确率分别可以达到94.1%和99%。该技术最大的创新点在于首次识别并破译了与书写动作相关的神经信号，将大大提高受试者的交流速度，未来有望应用于军民医疗康复领域。
X.特斯拉公司展示新的自主开发的超级计算机Dojo
图10特斯拉自主研发的AI训练芯片D1用于道场6月，特斯拉在2021年计算机视觉和模式识别峰会上公布了新的自主开发的超级计算机Dojo的原型版本。其每秒浮点运算能力已达到世界第五水平，最终目标是超过日本“福悦”超级计算机，成为世界第一。Dojo使用5760块NVIDIA A100显卡，计算能力321TFLOPS，组成720个节点。其计算能力超过1.8EFLOPS，拥有10PB的“hot tier”NVME存储室空，峰值速度可达1.6 TB/s，作为特斯拉完成自动驾驶之路不可或缺的一部分，Dojo将配合无监督学习算法，减少特斯拉人工标注数据的工作量，进而帮助其实现数据训练效率的指数级提升。它将肩负特斯拉汽车视觉神经网络的训练任务，通过对海量特斯拉汽车数据的深度学习和分析，完成自我进化，最终实现基于纯视觉的完全自动驾驶。它在未来也将具有强大的潜在军事应用前景。
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作者:电力事业部战略情报组
编辑郑石
研究所简介
国际技术经济研究所成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构。其主要职能是研究我国经济、科技和社会发展中的重大政策性、战略性和前瞻性问题，跟踪分析世界科技和经济发展趋势，为中央政府和有关部委提供决策咨询服务。“全球科技地图”是国际技术经济研究所的官方微信账号，致力于向公众传递前沿科技信息和科技创新洞察。
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