实验室，对中国为什么如此重要
2022/11/29 12:11:19 量子学派
今天，量子学派+科学的你
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引
从一篇论文谈起
实验室是科技的思想源头。
实验室是理论的灵感火花。
实验室是天才的魔法城堡。
全世界无数的黑科技，都来源于实验室。
实验室，到底创造了什么？
它对于一家企业，到底有多重要？
举个例子：
今年九月，Nature子刊《Nature Machine Intelligence》刊登了一篇论文——
《基于大规模预训练语言模型的单细胞转录组细胞类型注释算法》。
可别小看了这个Nature的子刊，该期刊评审标准严格，每年收录论文数量平均仅60篇左右。它目前也是计算机科学、人工智能领域期刊中NO.1的刊物。
这篇论文提出关于单细胞注释的「scBERT」算法模型，对癌症等疾病的早筛、病因分析、精准治疗等有极其重要的作用。
图片来源：腾讯AI Lab论文
《基于大规模预训练语言模型的单细胞转录组细胞类型注释算法》
这样的论文为什么会与腾讯扯上关系？
腾讯不就是一个搞社交平台的吗？
不是一个做游戏的互联网公司吗？
它为什么要搞科技，还弄出这样的科学论文？
这篇论文来源于腾讯AI Lab，一个前沿技术实验室。
为什么？世界正在发生什么？
文末有彩蛋和福利~
1
无论是国家或企业，
科技如此重要
出人意料吗？其实并没有。
探讨实验室对中国为什么重要，我们先探讨实验室对企业为什么重要。
一个企业要向前发展，与一个国家要成长逻辑相似。
国家不能只有生活，企业也不能只有娱乐。
2022年的世界格局再一次说明：科技才是第一生产力。
今天，就以腾讯这家标准的中国互联网公司为例，为什么它如此重视科技。
因为企业最后的竞争，来自于科技实力的PK。
谷歌只是一家搜索公司吗？不，它是前沿科技的源头型产业。
亚马逊只是一家电商公司吗？不，它的云计算大数据是时代科技引擎。
大型互联网公司要支撑起自己的超级应用，一定会向底层科技拓展。
过去四年，腾讯在科研方面投入超过1500亿元。
在人工智能、云计算、操作系统等主流科技均有布局。
数据来源：腾讯财报
图片来源：网络
以人工智能为例，腾讯在2017年便提出“AI in All”战略。
在人脸识别、图像识别、OCR等领域都拥有业界领先的AI技术。
技术的价值最终都要落地于应用，腾讯在这方面做得很不错：
?腾讯与很多顶级医院合作，可以让医生通过大量的CT片教会人工智能识别早期的食管癌和乳腺癌。
腾讯用AI帮助“中国天眼”FAST处理每天接收到的庞大数据，并通过视觉AI分析找到脉冲星线索。
……
2020年，腾讯又向硬件芯片迈进，成立蓬莱实验室，布局AI和视频编解码芯片，成功研发出了3款芯片：蓬莱终端AI芯片、紫霄云端AI推理芯片、沧海视频编解码芯片。
从「互联网企业」到「科技企业」，这是一种自然蜕变。
2
从互联网到硬科技，不可阻挡
这种转变，对于很多人来说有些“始料未及”。
「互联网企业」和「科技企业」，似乎离得有些遥远。
所以很多人诟病，互联网只专注“软件”(软科技)，却缺乏“硬件”(硬科技)。
事实并非如此，互联网早就朝着“产业互联网”进发。
互联网公司朝科技公司蜕变，这是一种必然的进化。
举个例子：腾讯的很多业务都和视频这一媒体形式相关，领先高效的视频编解码技术不可或缺。过去核心技术多掌握在海外大公司，而腾讯多媒体实验室代表腾讯首次完成从参与国际H.266/VVC标准制定，到编解码产品实现、优化、落地。
图片来源：腾讯多媒体实验室论文
《实时H.266/VVC软件解码器》
视频编解码的另一个关键是芯片，腾讯也完成了视频转码芯片——沧海的自主研发。沧海硬件视频解码器在MSU 2020世界编解码大赛中获得了第一名。
从国际标准到生态建立，从软件服务到芯片制造，这是互联网企业一直在做的事。
不仅仅是腾讯，很多互联网企业，都拥有属于自己的科技储备。
与国外的互联网企业本质上没什么区别，因为这是底层的发展逻辑。
亚马逊有云，谷歌有量子计算…
国内则有腾讯的自研芯片，阿里的云计算、百度的人工智能、字节的自研VR、华为的通信技术…
这是一个自然而又健康的发展历程。
当互联网的应用技术向上触碰瓶颈，
则需要回归基础科研领域。
突破技术边界，拓展应用场景。
从软科技走向硬科技。从应用走向基础研究。
这也是互联网的隐藏逻辑。
是市场驱动，也是自我鞭策。是需求导向，也是社会责任。
顺应时代潮流，走在一条向科技前行的路上。
美国如此，中国亦是如此。
未来高科技的决战，互联网科技企业毫无疑问是种子型选手。
因为这些企业有人才储备、企业需求、市场经验、资本支撑、前瞻眼光。
强大的互联网企业，一定是强大的科技企业，否则没有办法竞争。
3
从科技到理论，
“步步为营”
腾讯具体是怎么做的？
也许不少人知道，2018年，20周岁的腾讯提出“930变革”。
将业务发展重点，从消费互联网，转向产业互联网。
其实在此之前，腾讯产品与5G、云计算、大数据等技术就进行了深度融合后产生的超高清视频、自由视角、虚拟现实、云渲染等各类技术。
如果还要再细分的话，腾讯的人工智能、量子计算、虚拟引擎等多个领域都有技术的深度探讨。
图片来源：腾讯优图实验室论文
《基于多层级对比学习的视频编辑检测算法》
实际上，关于「科技」的布局，时间线可以再往前回溯。
2006年，腾讯自研了分布式存储TFS技术。
2007年，腾讯第一个自建数据中心落地，其第一个TMDC微模块数据中心也试验成功。
2009年，腾讯搭建第一个Hadoop集群。
2012年底，腾讯基本实现从关系型数据库到自建大数据平台的全面迁移。
2015年，腾讯的Spark集群规模已经成为全球第一。
SnappyData
图片来源：腾讯云开发者
2015年，腾讯与北京大学研发Angel项目——一个大规模、分布式的机器学习平台，这个项目在开源后被大量的企业和机构使用。
2018年，腾讯开始启动“开源协同”和“自研上云”。
2021年，腾讯推出“数字基建”建设，在数据中心、数据存储、数字系统、数字安全等领域不断探索。
图片来源：腾讯大数据
过去十多年，腾讯在「科技」上“步步为营”。
在科研方面的投入也非常“舍得”，仅2021年便超过500亿元。
更难能可贵的是，除了在科学研究上有实际投入，腾讯也在尽自己的努力去履行更多的社会责任：
?10年“科技树”：2013年举办至今的「科学WE大会」
资助青年科技人才：「科学探索奖」
10年100亿：「新基石研究员项目」
激发兴趣与热爱：「青少年科学小会」
科学无边界：「青年科学家50平方论坛」
…………
朴实无华，润物无声。
一步一个脚印，「科技」已经成为腾讯的一个标识。
4
从理论到实践，
以实验室为基点
腾讯不仅仅追求科技，还在布局科技后面的理论。
这才是最前沿、最接近于科学本质的竞争。
在这方面吃的亏太多了，不能再只做浮于表面上的应用。
追求海市蜃楼的科技繁华已经过去，现在已经在突破理论基石。
而科学理论来自哪里？很多是来源于实验室。
贝尔实验室：发明的蜂巢
图片来源：网络
顶尖实验室，如贝尔实验室、卡文迪许实验室等，
它们的研究成果，引领整个近现代人类社会的发展，
代表着各自科研领域的最高水准。
原因也很简单，它直接与“基础科研”打交道，是最接近科学真理的地方。
过去的科学实验室，多数是由高校和国家创建。
如今，走在最前沿的互联网公司，不仅仅关注科技，同时也在建立自己的实验室，研究底层“根技术”。
亚马逊的“126lab”
谷歌的“X实验室”
雅虎的“Yahoo!Lab”
IBM的“无音实验室”
……
无数的前沿理论，都是来自于这里。
同样的，腾讯从2007年便开始规划实验室的组建，至今在公司内部已经组建了超过30个实验室，在各自的领域都有出色的研究成果和技术储备。
这个时候你就会明白，为什么Nature子刊刊登「AI Lab」实验室的论文。
腾讯「AI Lab」研究领域包括计算机视觉、语音识别，自然语言处理和机器学习。在自然语言处理领域，腾讯「AI Lab」发表的论文《基于单语翻译记忆的神经网络机器翻译技术》获得了ACL杰出论文奖。
图片来源：腾讯AI Lab论文
《基于单语翻译记忆的神经网络机器翻译技术》
腾讯AI“绝艺”，多次夺得世界围棋赛事冠军，并正无偿担任中国国家围棋队训练专用AI。
腾讯「AI Lab」自成立以来，已发表780多项学术成果，覆盖AAAI、CVPR、ICML、NeruIPS等顶级学术会议。
同时腾讯「AI Lab」与学界深度合作，与全球80多所顶级高校建立合作关系，已建立4个联合实验室，在不同行业及技术领域开展150多个合作项目。
当然，「AI Lab」只是腾讯实验室矩阵中的一员。
矩阵中其它实验室成员，实力同样不可小觑：
多媒体实验室
腾讯多媒体实验室专注于多媒体技术领域的前沿技术探索、产品研发、应用和落地，包含音视频编解码、网络传输和实时通信，基于信号处理和深度学习的多媒体内容处理、分析理解和质量评估，沉浸式媒体(VR、点云、6DoF等)压缩、建模、传输系统和端到端解决方案；同时负责国际国内行业标准制定，包含多媒体数据压缩，网络传输协议，多媒体系统和开源平台等。
以视频编解码为例，视频编解码是数字时代视频应用中一个不可缺少的环节。在最新一代的视频编解码国际标准H.266/VVC的制定中，实验室代表腾讯首次参与国际标准制定，并取得极为优秀的成绩。在被采纳的技术提案数目，腾讯多媒体实验室目前位于全球近百家参与机构的前三名。
多媒体实验室在过去一年发表了50+篇论文，其中10+篇刊登于多媒体领域著名学术期刊如IEEE Transactions，6篇被纳入IEEE TCSVT VVC专刊。
同时也获得许多奖项：国际标准化组织ISO/IEC杰出贡献奖、科技Lumiere奖、数博会领先科技成果“黑科技”奖…
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量子实验室
腾讯量子实验室承载了腾讯在量子计算领域的愿景：探索量子科技，赋能产业未来。从中远期看，量子实验室致力于构建全栈量子计算机技术，作为腾讯对外服务提供的差异化能力底座。从近期看，量子实验室的工作目标为研究探索量子计算与量子系统模拟的基础理论、实现路径以及在相关行业中的应用。
在全栈量子计算机技术方面，量子实验室已形成一定的积累。2021-2022年，实验室共发表近50篇文章，其中15篇影响因子大于10。近期，实验室提出的一个多层次高并行量子控制微体系架构，以及一种抑制量子计算机ZZ串扰的方案，分别被收录于计算机顶会MICRO和ASPLOS中；实验室提出的一个高效的超导量子比特初始化方案和一个超导量子比特读取加速的方案，均发表在国际顶级期刊Nature Communications。
在行业应用探索方面，量子实验室积极结合自研的前沿算法和腾讯云的海量算力，开发材料研究、新药研发和量子模拟等服务平台，目前已初步形成应用生态。
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天衍实验室
腾讯天衍实验室是一个专注于医疗人工智能的实验室。通过对医疗领域数据的收集、分析和建模，为公司医疗业务及产品输出技术。
脑机接口是该实验室研究的一个关键领域，也是目前炙手可热的一个科研领域。
在今年十月份，Nature发布了题为《Morphological diversity of single neurons in molecularly defined cell types》的小鼠大脑神经元重构的文章。腾讯天衍实验室作为论文共同完成单位，和东南大学合作开发了AI纠错技术，协助顶级神经科学家团队更高效地完成了在小鼠皮层、屏状核(黄皮区)、丘脑、纹状体和其他脑区神经元重建研究的规模突破。
天衍实验室有多篇论文登上Nature等顶尖学术期刊，也获得过“国际大数据产业博览会领先科技成果奖”等重点奖项。
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玄武实验室
腾讯玄武实验室专注于网络安全攻防研究，在漏洞挖掘、物联网、5G、身份识别、人脸识别等技术领域均有国际一流水平的研究成果。
以物联网为例，条码阅读器——这个常见的设备，广泛应用于医疗、制造、物流、交通、零售等场景，所以安全问题非常重要。而此前就曾出现一种影响全世界条码阅读器的严重安全问题，攻击者只需要通过扫描一个条码，就可以实现入侵条码阅读器所连接的系统。在更极端的情况下甚至可以通过发射一束激光，入侵在很远地方的条码阅读器所连接的系统。
玄武实验室发现了这个“BadBarcode”漏洞，并且和微信支付一起对国内主流扫码器产品进行检测，帮助厂商认识和修复此类问题，也提高了我国扫码器行业的产品安全性。
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拥有越来越多的科学实验室，成为科技创新的真正源头。
这是腾讯的另一面，也是很多互联网公司的另一面。
5
来这个大会，
和科学实验室近距离接触
科学实验室，是科学前行的引擎。
科学实验室，需要沉得下心，需要耐得住寂寞。
基础科学研究，也需要有强大的毅力，还有持之以恒的耐性。
所以，建立科学实验室，以及种种投身科学的行为，具有更深刻的意义。
一个强大的现代化文明国度，每个人心里，都要有一个“科学实验室”。
对于很多人来说，
比较难有接触“实验室”的机会。
特别是这些走在科学前沿的实验室，
尤其显得遥远而神秘。
图片来源：腾讯量子实验室论文
"Rapid and unconditional parametric reset protocol for tunable superconducting qubits" Nature Communications 12，5924(2021)
很难了解实验室在做些什么，
了解现代前沿科学技术的发展现状。
甚至不少人认为，
这些前沿科技，离我们的生活有很大的距离。
这次，
我们有机会与实验室进行一次“亲密接触”。
去了解它们，去支持它们，去加入它们......
和它们一起去创造奇迹，
和它们一起去构建理论。
走在时代最前沿，也走在世界最前沿。
2022年11月30日-12月1日，腾讯全球数字生态大会将如期举行。
在数字生态大会上，将有“Techo前沿技术论坛专场”，腾讯科学家们将分享AI Lab、多媒体、玄武、天衍、量子实验室等腾讯实验室的技术储备、科研成果和未来趋势。
过去，那些与前沿科学技术相关的会议，多少都有“准入门槛”。
这在无形之中也拉远了科学与大众之间的距离。
但科学属于每一个人，
科技的目的最终也是为了让所有人受益。
让更多人了解科学，爱上科学，
这也是“科技向善”的愿景。
腾讯全球数字生态大会
面向所有科学爱好者和技术向往者
与大众一起探索科学的魅力
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与科学实验室来一次线上的“亲密接触”
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