值得关注的6大颠覆性创新技术

　　量子计算、游戏化、响应式编程、增强现实、瞬态电子和命名数据网络，每一项技术都足以产生颠覆性的力量，来重塑一个行业或者产业。

　　技术从来没有停止过前进的步伐：新技术不断被发明，进行商业化，然后在企业中落地成为推动企业前进的新动力，然后普及推广，最后被新技术取代而淡出市场，这就是技术的演进周期，这一周期也构成社会前进的动力。而最新一批值得关注并有可能改变整个行业的技术就包括量子计算、游戏化、响应式编程（Reactive programming）、增强现实、瞬态电子（Transient electronics）和命名数据网络(Named Data Networking)。

　　在这六个新技术中，响应式编程和游戏化最可能接近商用或者说在一定程度上已经实现商用，而增强现实还要等待更好的硬件出现，瞬态电子和命名数据网络距离商用最为遥远，目前还停留在概念验证阶段。至于量子计算，则有不同的看法，但普遍的看法是要投入商用还有不小距离。

　　量子计算

　　对量子计算的前景专家有两种看法，一种认为会成为主流，未来一代的计算机可能基于量子力学而不是电子理论，而另一种看法认为量子计算将来可能只能在一些特定的场合使用，特别是考虑到量子世界的特殊性。

　　量子计算基于量子位或者量子比特（qubit）。加拿大滑铁卢大学量子计算研究所副所长米歇尔·莫斯解释说，传统计算机中每一个比特位可以是0或者1，而在量子理论中由于有一种独特的“叠加特性”，一个量子比特可以同时是1或0个，因此可以代表两位。这使一个量子比特可以代表的数可从2个增至数个。

　　由于无需将数据与数据集包含的所有值进行比较，因而可以很快提取到量子位所代表的数据。“对于某些问题这种速度的提升是惊人的，而另一些其速度的提升也可以是指数级的。”莫斯卡提醒说，“不过，对于少部分问题已经有非常快的经典算法，你可能看不到速度的明显提升。”

　　莫斯卡预计，通过结合量子比特与量子逻辑门，很有可能在来10～15年将会有通用的量子计算机推出。莫斯卡说，对量子计算机的出现他颇有担心，因为一个有可能从量子计算机速度提升方面受益的应用是某些加密算法的解密，这使得那些过去看来很安全的数据在量子计算机面前就像是一本打开的书，里边的内容唾手可得。他补充说，现在安全官员需要开始寻找“量子安全”级的加密方法。

　　加拿大量子计算硬件供应商D-Wave公司是市场上为数不多的从事量子计算机生产和推广的公司。公司总裁Jeremy Hilton认为，通用量子计算机的出现可能要在几十年后，但是他的公司已经在出售一些在传统计算机中加入了量子计算组件的产品，它们针对特定问题进行了优化。（不过，一些观察家质疑D-Wave的产品是真的量子计算机）。他说，公司的D-Wave 2具有512个量子比特，1000个量子比特的版本也将于今年推出，美国宇航局、Lockheed Martin和谷歌对D-Wave的产品感兴趣，正在测试这些产品。

　　“第三方进行的基准测试显示，我们的硬件与成熟的、通用的软件解决方案相比要快上千倍。”Hilton说，对高度优化的经典算法其产品也能有同样的速度优势。

　　他补充说，目前公司仍在摸索该技术的工作原理和应用方法。

　　游戏化

　　你可以期望员工做你希望他们做的事情。为此，你会跟踪他们做什么，发现他们做了你希望他们做的工作后，及时奖励他们，比如，给他们增加点数、徽章、提升级别，甚至提供奖品。

　　这一种方法就称为游戏化。它其实很难说是一种新的方法，如果你经常光顾一家商店，主要是为了得到它的会员积分，那你就是在体验游戏化。今天，这项技术方兴未艾，主要用作激励，许多不同类型的企业正以各种不同的形式利用它。“不管是激励客户还是员工，都有使用。”分析师Rob Enderle说。

　　“游戏化是把游戏中那些最好的想法用在娱乐和游戏之外。”游戏化顾问公司Gabe的咨询顾问Zichermann解释说，“但它不是纯粹的娱乐，而是寓教于乐，让客户投入其中。其实，大多数人的日常工作是很无聊的，只把它们变成游戏不会令他们觉得很棒。游戏化的基本思路是让用户融入其中，并设法使他们感觉有趣。”

　　实际上，改善可用性和用户体验正是游戏化很重要的一部分工作，游戏化解决供应商Qstream的创始人和首席执行官Duncan Lennox补充说，一般而言，企业应用程序的界面设计都比较差，几乎是强加给用户，因为他们必须使用，游戏化就是要避免这种情况。

　　Zichermann介绍说，大多数企业在游戏化方面的努力都围绕培训进行。Lennox公司就为销售人员提供一种培训工具——一个时长为2分钟的在线对话，这个2分钟的互动非常有趣，其竞争性让参与者欲罢不能。

　　除此之外，游戏化的努力还应围绕用户或员工在日常工作中生成的各种数据进行。游戏化公司Bunchball的创始人兼首席产品官Rajat Paharia提醒说，设计师必须小心，确保只对正确的行为进行奖励，以激励用户积极响应。同时，游戏化还应旨在驱动一个具体、可衡量的结果，如帮助销售代表增加的订单大小。

　　响应式编程

　　在摩尔定律的驱动下，硬件的性能每年都在翻倍，但软件却达不到这样的效果，也一直没有自己的摩尔定律。不过，响应式编程可能会给软件行业一个赶上来的机会。

　　响应式编程由一个个独立的软件代理组成，这些代理只做一件事而且做得很好，它们平时不动作，只有在接收到请求要求其动作后才执行。

　　Robin Hillyard是波士顿一家咨询公司的顾问。他介绍说，“如果某个代理不准备做你要它做的事情，它可以将你的请求转给另一个代理，这个代理知道如何完成。代理组成的网络能力惊人，因为它们通过情报的互通进行协作，对问题及时处理，否则你都很难发现问题所在。”

　　“现在的应用软件并发和分布式操作是常态，而不是例外。”Typesafe公司联合创始人Jonas Bonr说。Typesafe公司主要为开发响应式软件提供开发平台。

　　“我们相信开发者一直在使用的工具根本没有充分利用多核计算和云计算的能力，因为传统的串行编程方法限制了软件的性能。”他说，而响应式编程在规模和复杂性方面可以是无限的，能更准确地模拟现实。相比较而言，过去的软件建模方法并不能模型真实的世界。

　　当然，进行响应式编程有一个学习曲线，在正式应用响应式编程开发生产应用之前一般需要两到三个月的学习和培训。

　　“第一周通常是阅读相关资料进行学习，真正开始着手编程则是在第二周。”Bonr说，刚刚进入这个领域的大多数程序员在经历过大约两个月基本的了解和概念验证之后，随后进步会明显加快。

　　不过，他补充说，进行响应式编程并不一定要学习一门新编程语言，大多数进行响应式编程的从业人员使用的是Java。

　　“一旦你掌握它的窍门，你就会发现实际上响应式编程要比传统的线性编程方法更容易编写程序，更容易表达你想要什么，更容易调试代码。” Hillyard说。

　　Hillyard表示，目前响应式编程主要应用于金融和医疗保健领域，在这些领域信息不仅重要而且一直在不断变化。

　　增强现实

　　得益于GPS和各种定位传感器以及各种数据源，如果你用智能手机对准一座建筑，智能手机可以马上告诉你所在的位置以及有哪些企业在这附近，这些信息就叠加在该建筑物的视图上，这就是增强现实（AR）的一个应用。这里的一个例子是一个名叫“Called Wikitude 世界浏览器”的智能手机App，当然，这样的例子在世界各个地方已经有很多。

　　“增强现实把数字世界和现实世界以一种无缝地方式结合起来了。”位于休斯顿、专门为行业用户提供培训资料的FuelFX公司总经理Oscar Diaz解释说，除了图片还有动画、音频、文本、视频等手段可以用来捕获用户的操作。

　　Diaz说，当把增强现实技术应用于指导生产时，可以大幅减少人为错误，将员工培训时间缩短1/4。它还可以用以记录工人的具体操作以备后期的核查。

　　不过，要发挥这项技术的全部潜力需要使用高清晰度相机，而不是智能手机上的照相机，后者不能满足大多数应用场景的需求，而且这种技术大规模商用还不太现实。

　　“虚拟和现实场景的叠加应该是自然的难以区分，而现在还不是。”Diaz补充说，“尽管增强现实是从设备检查演进而来，但现在被检查的设备也在不断进化以满足增强现实技术的需要。”

　　他预计，在一到两个科技周期内会有公司推出智能眼镜，并为增强现实技术建立起行业标准了。他认为，倍受吹捧的谷歌眼镜其实不太符合增强现实技术的要求，因为它不能把信息叠加到整个视图上。

　　“当你看到增强现实技术的演示后，你就能很容易地看到其价值所在。”Creative Strategies公司总经理、分析师Tim Bajarin表示，“而现在增强现实的应用就过于花哨了，并不实在。它要求精确的定位，目前我们暂时还看不到有什么办法可以一种可行的方式让更广泛的观众接受。”

　　瞬态电子

　　随着电子产品的应用，我们看到当今世界充斥着大量废弃的电子产品，已经危及到环境的安全，并促使这些产品的处理成为一个产业。如果瞬态电子（transient electronics）产品成为主流，这个状况有望大大得以缓解。因为瞬态电子产品可以安全地在环境中消解，比如在我们身体中溶解。

　　“这是一股新的技术大潮。”分析师Rob Enderle预测，“在未来几十年人们将会找到一种创造性的方法把这种技术应用到我们的身体中，从而建立其人与机器之间的新关系。”

　　“但到目前为止，还看不到商业化的应用，只有很少的几个实验室正在研究，这种技术整体上还处在概念验证阶段。”爱荷华州立大学助理教授Reza Montazami表示。

　　瞬态电子技术要求金属溶解，目前有两种主要的方式能做到这一点。Reza Montazami解释说，第一种是使用像镁这样的金属材料，它导电而且具有水溶性；另一种是使用像银这样的纳米材料，这种材料导电但不溶于水，它可以悬浮在某一种聚合物中，而这种聚合物是水溶性的或能在电路本身产生的温度下熔化。

　　对于后一种情况，聚合物会分解纳米粒子，让电路解体。这不仅会抹去设备中所包含的数据，同时也会抹去该设备存在的任何痕迹。这是瞬态电子技术在军事领域非常具有应用前景的一个功能。

　　Montazami介绍说，瞬态电子初始民用可能包括智能卡，其电路可以被远程破坏，还有护照其可以被远程取消。不过，在这些方面要商业化还要好几年。

　　另外一个很有前景的应用领域是医疗健康。人们一直希望能有一种设备能够吞到腹中或者插入到身体内，以帮助医生对病人病情进行诊断，当诊断结束，这种设备能够自行完全消失，瞬态电子产品就可以做到这一点。

　　“比如胶囊式照相机就很有商业前景。”Bajarin说，“但在消费者接受它之前，我们必须让消费者确信它是安全的且不侵犯他们的隐私。”

　　命名数据网络

　　在TCP/IP协议刚刚诞生时，它能很好地支持互联网上的所有主流应用程序，包括电子邮件、文件传输和远程登录等，实际上，TCP/IP就是为这些应用而生的。而今天，互联网上的主流应用程序变成以数据为中心，如Web数据检索和视频流，此时TCP/IP就显得有些难以适应。因此，人们开始研究一种更合适的协议，命名数据网络 (Named Data Networking，NDN) 就是一种很有希望的候选者。

　　在思科工作的Dave Oran现在和NDN联盟一起从事NDN相关的开发工作。他认为，到目前为此命名数据网络还不是一种可以商业化的技术，至少在两年之内还不太可能商业化，但很有可能有一天会取代TCP/IP。

　　Oran解释说，NDN基本上取消了主机和IP地址的概念，而替换为命名的数据块和获取这些数据块的请求。

　　“每一个原始的数据块在互联网上都有自己的名字，客户端可以据此来取得该数据。网络会为那些访问应用的请求提供路由，这些应用保存有这些数据块，它们根据请求把数据发送给请求者。这就是命名数据网络基本的工作模式。”他说。

　　Oran说，NDN协议还内嵌了数据保护功能，能提供数据的加密保护。此外，由于网络更注重传感器产生的数据，而不是为传感器提供换一个ID，因此相比现在的TCP/IP协议，NDN更适合于物联网。

　　由于NDN网络只会响应客户端的数据请求而将数据发送给请求者，因此NDN对当下互联网上多种形式的网络攻击具有天生的抵抗力，他补充道。不过，Oran提醒说，NDN在速度方面并没有优势。

　　众所周知，发明于1982年的VoIP技术经过30多年的发展尽管已成为市场上的一种重要技术手段，但仍然不能说已完全取代了现在的基于公共交换的电话网络。Oran认为，NDN的前进脚步大体与VoIP类似。对于小部分特定的应用场景，NDN可能会很早就投入使用，但大规模商用还比较遥远。

　　“当然，NDN也可能永远不会被市场广泛接纳，而只是某些功能被加入到TCP/IP协议中。”他说。

　　译自美国《计算机世界》 Lamont wood

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