三、智能手機(jī)與云計(jì)算

智能手機(jī)與云端計(jì)算正在改變?nèi)祟惻c數(shù)據(jù)相處的方式。比如目前的美國，大約有30%的網(wǎng)頁瀏覽和40%的社交媒體是通過手機(jī)的。

具有各種可以測量天氣、位置、光度、聲音、以及生物特征的探測器的智能手機(jī)。

隨著手機(jī)的威力越來越大，功能也越來越全面，移動網(wǎng)絡(luò)的鋪展也將加速。在2030年，全球75%的人口將會擁有移動網(wǎng)絡(luò)連接，60%的人口將會擁有高速有線網(wǎng)絡(luò)連接。

移動終端的發(fā)展以及移動網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散，也會進(jìn)一步推進(jìn)云端計(jì)算的進(jìn)展。

云端計(jì)算可以在零投入的情況下給用戶帶來大量的計(jì)算能力。在未來的30年里，基于云的移動計(jì)算端將會改變從醫(yī)療到教育的各行各業(yè)。

比如，人們可以通過手機(jī)來進(jìn)行體檢并與云端的診斷軟件直接溝通，人們也可以在手機(jī)上使用教育軟件來學(xué)習(xí)新的技能，農(nóng)民們甚至可以通過手機(jī)連接到實(shí)時氣象數(shù)據(jù)，通過云端軟件計(jì)算最優(yōu)化的收割時間。

但是，這一切都需要極高的網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性、以及流量。商業(yè)用戶以及個人用戶也都需要習(xí)慣把數(shù)據(jù)上傳到云端中。

代表性技術(shù)：

實(shí)際應(yīng)用：

四、智能城市

在2045年，全世界65%-70%的人口將會居住在城市里。

隨著城市人口的增加，全球人口超過1千萬的超級都市將會從2016年的28座增加至2030年的41座。

大量的人口向城市流動將會給這些城市的基礎(chǔ)建設(shè)，比如城際交通，食物和水源，電力能源，污水處理，以及公共安全系統(tǒng)等帶來極大的壓力。

未來的智能城市將利用信息和通訊技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)以及自動化來提高城市的效率和可持續(xù)性。

比如使用分散探測系統(tǒng)將實(shí)時監(jiān)視城市用水用電數(shù)據(jù)，通過智能電網(wǎng)自動調(diào)整配電設(shè)置。

通過聯(lián)網(wǎng)的交通信號系統(tǒng)以及自動駕駛系統(tǒng)來減緩車輛堵塞的程度。

利用由新材料和新設(shè)計(jì)技巧所建的智能建筑來提高空調(diào)和照明系統(tǒng)的效率，減少能源浪費(fèi)。

使用屋頂太陽能板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、地?zé)岚l(fā)電，以及其他可再生資源提供干凈的電力。

但是，在另一方面，沒錢或者缺乏政治信念去投資這些科技的城市，將會變得極其擁擠和骯臟，成為暴動和沖突的爆發(fā)點(diǎn)。

五、量子計(jì)算

量子計(jì)算是通過疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的編碼和操縱。

雖然在過去的幾十年里，量子計(jì)算只存在于理論上，近些年的研究已經(jīng)開始出現(xiàn)有意義的結(jié)果。

在未來的5-15年里，我們很有可能制造出一款有實(shí)用意義的量子計(jì)算機(jī)。

量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將會給其他的研究方向，比如氣候模擬、藥物研究、以及材料科學(xué)帶來巨大的進(jìn)步。

不過，最令人期待的還是量子密碼學(xué)。一臺量子計(jì)算機(jī)將可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也將真正無懈可擊。

如今，量子計(jì)算機(jī)的許多技術(shù)堡壘已經(jīng)開始被逐一攻克，雖然我們也許在21世紀(jì)40年代才會看到真正實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)，但來自政府和業(yè)界的大量投資意味著量子計(jì)算已經(jīng)邁過了轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

代表性技術(shù)：