先进计算应用创新研究报告（2024）

一、全球先进计算应用发展态势

• 技术融合引领应用创新：高性能计算与人工智能融合，量子计算与经典计算融合，跨界融合催生新兴应用场景。
• 先进计算推动传统行业数字化转型升级：优化运营流程，提升效率与灵活性；创新服务模式，增强客户体验。
• 先进计算促进新兴产业快速智能化发展：促进新型信息基础设施建设；促进产业竞争力提升。
• 先进计算支撑未来产业创新探索发展：塑造并引领未来产业发展新方向；加速技术创新突破。

二、我国先进计算应用情况分析

• 先进计算赋能传统产业升级：制造业智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸；音视频领域处理效率提升；城市管理效率提升。
• 先进计算加快新兴产业壮大：自动驾驶系统智能化；智慧医疗诊疗精准度提升；新兴智能制造生产效率与产品质量提升。
• 先进计算支撑未来产业发展：元宇宙领域智能生成算法、分布式身份认证、数据资产流通等技术发展；生成式人工智能领域大型语言模型性能提升；未来网络领域数据处理能力提升。

三、先进计算主要应用场景分析

• 工业制造：贯穿工业互联网全生命周期，在研发设计、生产制造、设备监测、供应链管理等环节质效提升显著。
• 智慧城市：以“人”为本，强调市民参与，探索人工智能等新一代信息技术在各城市场景的创新应用。
• 自动驾驶：利用高效的计算能力和算法处理能力，引领安全、精确的自动驾驶技术迈向新高度。
• 音视频领域：引入以先进计算为基础的高质量AI技术，提升生产效率，实现自动化处理，优化生产流程。
• 智慧园区：依托智能化手段，专为特定行业生产及科学实验需求打造标准化建筑群，向无人化、智慧化的全域智能园区转型。

四、应用案例

• 基于PK体系的工业数据采集——中电凯杰：攻克基于PK体系的表面贴装生产控制边缘计算技术，研制基于PK体系的自主安全表面贴装行业数据采集终端。
• 自动驾驶——九天睿芯：采用基于事件流的深度神经网络架构，提高车辆对侧面行人的检测精度和响应速度。
• 青海人工智能算力中心——升哲科技：支持视频、图片的智能化分析，以及数据标注和算法模型训练的业务，赋能城市治理场景应用。
• 煤炭行业AI管控平台——曙光云：构建“端、边、云、用、数、模”一体化数智解决方案，实现矿山资源与开采环境智能化、技术设备智能化、生产过程控制可视化等。
• 金陶矿业AI视频分析系统——鲲云信息：实现金陶矿区的人员不安全行为、设备不安全状态、环境不安全因素实时智能监测报警。
• 量子算法在基因组组装的应用——量旋科技：采用分布式VQE算法解决基因组组装问题，实现经济且精确的测序。
• 量子计算在电池材料方面的应用——中国长城：基于混合量子经典的变分量子特征求解VQE算法，计算得到钴酸锂分子的基态能量，并模拟锂离子在充放电过程中的迁移路径。

五、先进计算应用推进建议

• 加强顶层设计，明确产业发展方向：研究制定先进计算应用发展的长期规划，加强政府部门间的协同合作，引导企业加大研发投入，集中力量攻克关键技术，鼓励企业、高校和科研机构开展先进计算应用创新。
• 加强产学研用协作，构建产业链生态体系：鼓励企业、高校与科研机构建立长期合作，共研先进计算技术，联合培养复合型人才，明确产业链布局，依托园区基地，打造产业集聚区，加强国际合作，实施示范项目。
• 引导差异化发展，推进规模化商用：深化产业基础研究，推动多元计算技术的蓬勃发展，大力支持异构计算架构的发展，构建完善的产业生态系统，为技术的规模化商用奠定坚实基础。