未来的颠覆性技术会是什么？

从爱因斯坦提出广义相对论，到今天的量子科学，未来我们还有什么值得期待的颠覆性技术呢？习近平总书记在联合国大会上面庄严宣告中国在2060年前实现碳中和。这个话非常简单但是对于科技创新指导意义是巨大的，是值得我们科学家技术人员长期深度思考的问题。

地球上可用的化石能源非常有限，解决方案就是向太阳学习。我们有热核聚变，地球每秒钟从太阳收集到的能量大概是500万吨煤一秒产生的能量，所以人类造出了人造太阳，可以模拟太阳上面的热核聚变，不但能量无限，按照国际原子能机构的介绍，地球上的聚变能量可以供人类使用900亿年，而且是清洁安全的。

我想对2060年及一百年后做一个展望。我希望通过一代一代的科技创新，我们面向大海面向太阳发展一些基于完全清洁能源非化石的能源技术，让未来一百年的所有新信息技术都有充足的清洁能源持续服务人类社会，我想这个课题对于任何科学家来讲都是极大的挑战。

所以我们坚决按照总书记的指示，超前部署，高度重视技术研究，发展具有颠覆意义的高效能源，清洁能源技术和能源存储技术，在未来的技术革命当中取得主动权。也许2060年在人类技术创新上做一个分解，前面三次工业革命都是化石能源为主，后面二三百年可能进入清洁能源为主，这是物理学家对于所有物理学科产生新的启示。

新量子革命的探索

2020年10月，习近平总书记在中央政治局关于量子集体学习讲话时专门指出要深入研判量子科技的发展趋势，找准我国量子科技发展的切入点和突破口，统筹基础研究、前沿技术、工程技术研发，来培育量子通信战略新兴产业，也要求我国科技工作者要勇于占领量子科技国际竞争制高点，构筑发展的新优势。量子信息科技发展这么多年来，一直受到党和国家的支持。

因为我们有党和国家的支持，我国在量子科技某些方向在国际上有一定的优势。量子力学的建立带来了第一次量子革命，包括核能、晶体管、信息技术、激光等等，某种意义上来说，第一次量子革命直接催生了现代信息技术的诞生。

我们团队主要是研究光量子计算，超导量子计算。提两个比较有代表性的工作，第一我们2020年实现了76个光子的量子计算原型机，它比超级计算机快一百万亿倍。在超导量子方面，在公开报道的数据里，我们在量子可编成的处理器方面还是最高的，其实对比2019年10月谷歌发布的同类的原型机，在性能方面比他们要好大概一百万倍左右。

在2022年，目前我们是在两种物理体系都达到量子计算优越性的国家，美国是超导加拿大是光量子计算达到了，日本、以色列、德国等其他相关的国家都是四五年之后研究的目标。长远来讲，我们的主要竞争者是美国的谷歌公司，我们希望能够跟他们一直保持争先恐后的局面。

在脑空间进行BPS全脑定位

脑科学的重要性我相信大家都能理解，很多人认为脑科学研究是理解自然和人类本身的终极。大家都想模拟脑，一些国际机构也在做类脑方面的工作，但是目前从神经元的数目上来看，跟实际差距还很大，不过即便如此，他们也已经在像机器人处理等方面小有成就。

经过20多年的研究，我提出了一个叫做脑空间信息学的概念，就是把脑里面具有明确空间位置，这种定位信息发展成一个系统，我们叫它BPS全脑定位系统。通过这个系统，在三维空间里面能精准知道神经元神经网在脑里是如何分布，从而进行神经元的分类，研究神经网络和血管网络，为理解脑、脑疾病和发展类脑人工智能提供帮助。目前在做小鼠的脑网络，下一步希望可以做非人灵长类动物如猴子。

我们在海南成立了一个脑科学类脑研究中心，海南省还在支持我们建设一个非人灵长类动物的种质资源保护中心，海南的环境特别适合非人灵长类动物。我们有技术优势，我们想基于图谱开展跟脑疾病脑智能方面的工作，建立一个大规模脑研究图谱的研究设施。同时，我们经过研讨，认为海南是特别有条件打造全脑健康神经研究图谱脑科学国际大科学计划的研究高地，海南有资源优势，有应用场景的优势，非常有条件为构建国家战略科技力量作出海南贡献。

基础科学是中国最需要的一个学科

我个人觉得基础科学是中国最需要的一个学科，因为我们中国的基础体制还不错，但是技术的更进一步需要基础科学，最尖端的科技需要最尖端的基础科学向前走。

从文艺复兴到牛顿，重要的科学革命都是基础科学引导发展的。牛顿的伟大在于用了微积分，他自己发明了微积分，有了重要的工具，才能引导牛顿力学的开始。到了20世纪，量子力学的发明中，数学家参与了很重要的工作，也助力物理学家将量子力学完成。有些学科，假如没有数学家和基础科学家参与，是难以想象的。

中国近十年来进步是很伟大的，十多年前，互联网技术基本上没有，但是今天已经发展的很好了。我们今天看到的互联网、人工智能，看到种种有趣的手机或者电脑上的计算，都是数据，没有数学家做不成，基础科学跟数学有密切的关系。

今天，我想不管是中国还是海南省，要大力发展科技不能避开基础科学和数学的发展。我们不要急功近利，要将时间放在未来，中国今年有一千多万高考考生，只要其中0.01%学生成为优秀的科学家，我们就有大量好的科学家产生。十几年后，我们会有一大批世界一流学者。我希望中央领导、海南省的领导可以看到这一点，我们要从教育、研究跟工业一同投资，让他们发展起来。