2012高技術發展報告（簡體書）

《2012高技術發展報告》是中國科學院面向公眾、面向決策人員的系列年度報告——《高技術發展報告》的第十三本。全書在綜述2011年高技術發展動態的同時，以信息技術為主題，著重介紹了信息技術和信息化新進展、戰略性新興產業技術發展情況與方向、高技術產業創新能力與國際競爭力、高技術與社會等人們普遍關注的重大問題，提出了若干促進我國高技術及高技術產業發展的思路和政策建議。本報告有助于社會公眾了解高技術，特別是信息技術、信息化、戰略性新興產業技術的發展動態與思路，可供各級領導干部、有關決策部門和社會公眾參考。

《2012高技術發展報告》編輯推薦：存儲傳輸方式不斷革新，引領信息產業全新方向，衛星導航系統重要性凸顯，新型飛機將更小更快，全新概念的量子電路有望引發新一輪的技術革命，節能、環保、特種材料加速可持續發展時代到來，不斷發現致病基因，累積攻克重大疾病關鍵信息，能源技術的不斷突破，加速破解能源和環境危機，基于云架構的新型網絡體系結構已成為重要方向，智能機器人將成為“第一生產力”體系的引領者。

新科技革命的拂曉(代序)白春禮（i）
前言（vii）
第一章 2011年高技術發展綜述任中保

第二章 信息技術和信息化新進展
2.1.半導體光電子材料與器件技術新進展
2.2 光電傳感器和相關信息檢測技術新進展褚君浩
2.3 通信技術新進展鄔賀銓
2.4 軟件技術新進展梅宏郝丹郭耀
2.5 信息安全技術新進展馮登國蘇璞睿
2.6 未來網絡的發展與展望劉韻潔黃韜
2.7 人工智能技術新進展鐘義信
2.8 機器人技術的新進展徐揚生閻鏡予
2.9 信息終端與人機界面技術新進展
2.10';云計算';技術新進展李伯虎歷軍柴旭東
2.11 社會計算新進展王飛躍毛文吉曾大軍
2.12 生物信息學與系統生物學的新發展孫之榮
2.13 中國信息化和工業化融合新進展劉九如
2.14 中國電子政務新進展高新民
2.15 中國農業農村信息化新進展郭永田

第三章 高技術與戰略性新興產業發展
3.1.我國節能產業發展現狀與趨勢田智宇楊宏偉
3.2 我國環保技術發展現狀、問題與趨勢分析吳舜澤
3.3 中國特色的綠色再制造產業及其創新發展徐濱士
3.4 中國醫療器械產業現狀與趨勢李青敖翼
3.5 生物育種產業現狀與發展趨勢李新海李曉輝劉錄祥
3.6 生物制造與可持續發展馬延和
3.7 民用航空裝備產業技術研發重點與方向陳少軍
3.8 智能裝備產業發展的重點與方向孫容磊李斌朱森第
3.9 太陽能產業發展現狀與方向王仲穎孫培軍朱順泉
3.10生物質能產業發展現狀和趨勢胡潤青竇克軍秦世平
3.11 新型功能材料技術現狀及發展趨勢
3.12 我國高性能纖維材料產業發展現狀與建議

第四章 高技術產業創新能力與國際競爭力評價
4.1.中國通信設備制造業創新能力評價陳芳穆榮平
4.2 中國電子計算機及辦公設備制造業國際競爭力評價

第五章 高技術與社會
5.1.會聚技術的科學寓意與經濟寓意李真真
5.2 物聯網與虛擬世界之整合前景及其基本問題翟振明
5.3 網絡中立問題：在開放與控制之間杜鵬
5.4 轉基因生物風險管理中的公眾參與
5.5 關于核能安全發展的思考王毅

第六章 專家論壇
6.1.國家自主創新能力建設若干問題思考穆榮平樊永剛
6.2 “十二五”時期培育發展戰略性新興產業的主要任務
6.3 依靠科技創新推動工業轉型升級畢開春
6.4 國家信息化發展的形勢和任務周宏仁
6.5 關于我國社會服務創新能力建設的若干問題思考

2011年高技術發展綜述
任中保（中國科學院科技政策與管理科學研究所）
2011年，美國發布《美國創新戰略：確保經濟增長與繁榮》，日本圍繞“綠色創新”和“生活創新”兩個主題實施329項最尖端研究開發項目，俄羅斯總統令確定未來幾年科技發展優先方向并出臺《俄羅斯聯邦2020年前創新發展戰略》，德國實施《納米技術2015行動計劃》、《生物經濟2030國家研究戰略》、《面向環保、可靠和廉價的能源供應研究》和《可再生原料研究計劃》等計劃，韓國公布《2020年產業技術創新戰略思路》和《云計算擴散和加強競爭力的戰略計劃》，巴西宣布實施《巴西更大計劃》，這些都昭示著世界高技術研發掀起了新一輪的激烈競爭。
2011年是我國“十二五”規劃的開局之年，國家發布了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》和《國家“十二五” 科學和技術發展規劃》，為高技術研發指明了方向。回顧2011年世界高技術發展成就，總體呈現出一片生機盎然的景象，正在深刻地改變人類的生產生活方式。
一、信息技術
回顧2011年，信息技術仍在繼續向國民經濟和社會的各個領域滲透，石墨烯片集成電路、三維芯片結構、慢速內存和快速內存“合二為一”的新存儲器、新的數據傳輸方式等重大成果的不斷涌現，為開辟信息技術發展新空間提供了新思路，重要先進成果的應用也正在改變著信息產業的發展方向。1 高性能計算機
2011年6月，國際TOP500組織網站上公布了全球超級計算機TOP500排行榜，日本超級計算機“京” 以8162萬億次/秒的實測運算速度躋身榜首，中國的“天河一號”排名降至第二。“京”由日本富士通公司和日本理化研究所合作開發，共用864座機柜，連接超過8 8萬塊CPU，運算速度可以達到1051萬萬億次/秒，是全球首款運算速度越過1萬萬億次/秒大關的超級運算機器。11月，我國首臺實測性能超千萬億次/秒的超級計算機曙光“星云”在國家超級計算深圳中心正式運行。該計算機的運算能力相當于20萬臺個人電腦運算能力的總和，能大大緩解我國華南地區乃至東南亞地區高性能計算能力緊張的局面，將在新能源開發、新材料研制、自然災害預警分析、氣象預報、地質勘探、工業仿真模擬等眾多領域發揮重要作用。12月，美國普度大學研發出“無源光學二極管”，它由直徑為頭發直徑1/10的兩個微小硅質環狀物制成，具有體積極小、無需外部能源就能傳播信號的優點，有望大大提高超級計算機的信息處理速度和能力。12月，韓國高等研究院（Korea InstIute for Advanced Study）利用“Tachyon二號”超級計算機完成了迄今為止規模最大的宇宙模擬，歷時20天，對大約3740億個顆粒進行了分析，涵蓋區域相當于可觀測宇宙的2/3左右。2量子通信2011年1月，加拿大卡爾加里大學首次成功在一種特殊晶體中存入光量子糾纏態的編碼信息。該項研究成果是量子網絡發展的一個里程碑，有望在不久的將來使量子網絡變成現實〔1〕。2月，美國國家標準與技術研究院的科學家首次在兩個分隔的帶電原子之間建立了直接運動耦合，實現了原子之間的單量子能量交換，簡化了信息處理過程，這一技術有望用在量子網絡中〔2〕。3月，美國加利福尼亞大學（簡稱加州大學）聖塔芭芭拉分校的科學家采用REZOU__________架構，研發出了一塊6厘米×6厘米的芯片，該芯片中的9塊量子設備均有4個量子比特執行運算。雖然距離100個量子比特執行運算的目標還很遠，但這種具有很強可擴展性的架構有望讓量子計算機問世。5月，德國馬克斯普朗克協會量子光學研究所的科學家首次成功實現了單原子存儲量子信息——-將單個光子的量子狀態寫入一個銣原子中，180微秒後將其讀出。該項研究成果將有助于設計出功能強大的量子計算機，以及遠距離聯網構建“量子網絡”。9月，英國劍橋大學的科學家實現了單個電子在兩點間往返運動，有望解決電子攜帶的量子信息丟失問題。10月，美國萊斯大學的科學家研制出一種微型的“電子高速公路”——-量子自旋霍爾拓撲絕緣體。這種微型設備可用于制造量子計算機所需的量子比特，這一成果將大大促進量子計算機發展。3信息傳輸2011年2月，美國英特爾公司推出了名為“雷霆”的新型高速連接技術。該技術將計算機和其他設備連接在一起，理論最大數據傳輸速率可達10GBPs，使用戶方便地獲得高速數據傳輸和高清屏幕顯示服務。3月，德國弗朗霍夫協會海因里希－赫茲研究所與丹麥技術大學在長度為29千米的單一玻璃光纖線路上，創造了每秒傳輸102太比特（相當于240張DVD光盤存儲的數據量）的光纖傳輸速率紀錄。5月，美國加州大學伯克利分校的研究人員將石墨烯鋪展在一個硅波導管的頂部，研制出能打開或關閉光的光調制器，目前的調制速度達到1吉赫茲，理論調制速度可達500吉赫茲。該項研究成果有望在實際應用中大幅提高數據包傳輸速度，實現超快數據通信。5月，德國卡爾斯魯厄理工學院的科學家成功完成了在一秒鐘內為26太比特的數據編碼、輸出50千米再成功解碼的實驗，這是迄今用單一激光束傳輸的最大數據量，每秒傳輸約700張DVD光盤的數據。7月，IBM公司演示了最新的多位相變存儲器，使用4個不同的阻值區來存儲字節組合“00”、“01”、“10” 和“11”，具有速度快、耐用、非揮發性和高密度性等多種優點，讀寫數據和恢復數據的速度是現有閃存的100倍。