2024年10月，诺贝尔奖的三大自然科学奖项陆续公布，其中，物理学奖和化学奖都与人工智能密切相关：一个是基于人工神经网络实现机器学习，另一个则是借助AI预测蛋白质的复杂结构。这也预示着，AI for Science（AI4S，人工智能驱动的科学研究）正在成为大势所趋，并推动科学研究进入“新范式”时代。
与传统科学研究范式相比，AI4S主要借助AI技术的应用，对自然界的各类现象进行学习、模拟、预测以及优化，进而推动科学发现和科技创新。AI4S的兴起，不仅可以显著提升科学家解决现有科学问题的效率，还能够为科学家提供新的研究视角和方向，让科技创新变得更简单。
在这一时代趋势下，华为也在积极探索AI4S的落地。在日前召开的“数智世界，一触即达”2024人工智能发展会议暨华为数字中国行西安雁塔新质生产力大会上，华为公共事业军团副总裁孙鹏飞深入分享了华为在科研创新上的实践经验，并全面介绍了华为依托全栈自主创新的产品和平台所打造的智算实验室解决方案，为推动科研创新高质量发展提供了新思路和新方法。
从将自身实践转化为产品力，到持续对外进行赋能，华为智算实验室解决方案的打造，正在成为提升科研成果转化效率、推动行业智能化转型的新引擎。
华为公共事业军团副总裁孙鹏飞
AI4S背后，科技创新模式需全面变革
如今，AI4S已经成为一种新兴的科技创新手段，但科技创新是一个庞大的系统性工程，既包括假说提出、实验设计、数据收集和分析等，也包括人员高效协同、设备和仪器有效管理等，因此，要更加高效、便捷地推动科技创新，就必须从科技创新流程体系建设上下功夫，推动科技创新模式的全方位变革。
作为一家在科技创新上投入占营收总额超20%的企业，华为在全球已经布局21座研究所，拥有超过11万名研发工程师，并在科技创新方面构建起一整套完整的流程体系。孙鹏飞表示，华为的科技创新，正在从以技术创新和工程优化为特征的创新1.0，向以技术发明和理论突破为特征的创新2.0转变。
在此过程中，华为在科技创新流程体系建设上也逐渐形成四大能力：1、华为IPD研发流程体系，已经实现研发从偶然成功向持续成功的转变；2、ERP办公数字化，可以支撑超过20万员工日常办公，保障研发工作的连续性；3、华为人才资源体系，正在积极开展产学研创新协同；4、独立于研发的网络安全实验室，可以对华为产品、网络进行独立的安全验证。
可以说，正是得益于日趋完善的科技创新流程体系建设，华为才能更加从容、高效地支撑自身庞大的研发体系运转，实现在技术和产品研发上的一个又一个新突破。与此同时，华为也在考虑如何将这些科技创新的经验和方法论产品化，以惠及更多科研机构和实验室。
为此，华为基于在科技创新流程体系建设上的实践，正在通过打造智算实验室解决方案，实现科技创新能力从内生到外化。此举一方面可以持续推动自身在基础科学和前沿技术上的创新，另一方面也能为更多科研机构与实验室提供参考借鉴，全面重塑传统科技创新模式，让科技创新更加低成本、高效率。
智算实验室：以三大平台助力科研创新
当前，科研机构与实验室在借助AI推动科技创新的同时，也正在面临一系列来自协同、管理等方面的新挑战。比如，科研园区布局较为分散，实验室的统一管理和科研协同不足；科研计算需求增长迅速，现有算力无法满足科研需求；科研数据增长迅速，迫切需要高效、安全地存储；科研项目的管理协同效率不高等等。
对于科研机构与实验室来说，这些挑战已经在一定程度上拖慢了科研创新的步伐，构建一个全新的管理平台势在必行。为此，孙鹏飞表示，华为依托智能感知、智能联接、智能中枢等全栈自主创新产品和平台，已经构建起实验室科研园区、科研服务、科研计算三大科研平台能力，推出了智算实验室解决方案，以加速科研成果转化效率，助力科研创新高质量发展。
其中，实验室科研园区平台，可实现网络安全管理、科研仪器管理等，正在成为园区数智化转型的坚实底座。比如，科研园区管理让科研人员能够随时随地高效办公，提高办公效率3倍以上；园区安全能及时消除各种安全风险，实现统一安全态势感知与管理；仪器管理可以提升科研仪器使用效率，实现对接效率提升75%，集成成本下降65%。
科研服务平台，则可以通过对数据处理、分析和应用，形成数据分析报告、辅助决策系统、科技信息展示等，助力科研机构与实验室构建科学大数据体系。据了解，该平台不仅具有安全、易用两大优势，还能提供一站式、全流程、安全可信的软件开发生产线，比如，在开发上支持百万级代码大模型，在测试上支持千万TPS性能测试。
科研计算平台，则借助全栈创新的鲲鹏高性能计算方案，可助力客户进行多学科交叉研究。其中，在硬件上，该平台可提供华为自研的高性能计算、存储、网络等硬件；在软件上，该平台则提供数学库、通信库、编译器、管理调度软件等基础软件，为客户构建自主、完整的高性能计算基础软件栈。
除此之外，华为通过对自身科技创新实践经验的总结，可以为科研机构与实验室提供实验室科研创新咨询服务，进而帮助他们进一步完善IT治理方案、完善科研流程、开展技术规划与开发、加强科研成果转化等。
从三大科研平台能力和科研创新咨询服务的内涵可以看出，对于科研机构与实验室来说，华为所打造的智算实验室解决方案，不仅可以为科研机构与实验室开展AI4S提供强有力的计算平台支撑，更重要的是能够从科研创新的全生命周期出发，全方位提升科研创新能力。
提速科技创新，开启行业智能化新征程
不久前，谷歌DeepMind团队成员借助AlphaFold系列模型在蛋白质结构预测领域实现的重大突破，成功拿下诺贝尔化学奖，创造了AI大模型拿下诺奖的历史；与此同时，我国也在积极开展AI在蛋白质结构预测领域的应用，并已经取得了新突破。
昌平实验室通过与华为、北京大学生物医学前沿创新中心、深圳湾实验室合作，在西安未来人工智能计算中心的昇腾AI强大算力的支持下，已经基于全场景AI框架昇思MindSpore，推出全流程蛋白质结构和功能预测平台，该平台的蛋白质结构预测性能相比AlphaFold2提升40多倍，在全球持续蛋白质结构预测竞赛中成绩连续四次获得第一名。
中国商飞联合华为推出的面向大型客机翼型流场高效高精度AI仿真预测模型，在昇思MindSpore流体仿真套件的支持下，可以有效模拟飞机起飞和飞行阶段，机翼及机体流场的时空演化，为飞机气动设计提供有价值的参考，通过AI预测的流场平均误差可降低到10^-4数量级，并将仿真预测效率提升数十倍。
除了蛋白质结构预测、飞机流体仿真之外，AI在生命科学、先进制造、气象海洋、新材料等诸多领域的应用也日益广泛，并正在成为驱动这些领域开展学科交叉研究、推动科技创新的新动能。这些还只是AI应用的一小步。今年的《政府工作报告》围绕“深化大数据、人工智能等研发应用”作出部署，并首次将“开展‘人工智能+’行动”写入其中。因此，AI正在成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，这也将是AI应用的一大步。
在这一趋势下，各行各业都在加速推进AI与业务场景的深度融合，通过智能化变革加快发展新质生产力。AI应用的快速普及，已经给AI计算能力提出了更高要求。为了不让AI计算成为行业智能化转型的新瓶颈，孙鹏飞表示，华为已经参与到全国20+重点城市的人工智能计算中心建设中，可以为各行业、各领域的产业创新提供有力支撑。
如今，智能世界正在加速到来，为每个人、每个家庭、每个组织发掘新机会，创造更多可能。未来，华为不仅需要坚持自主创新并持续提升产品和平台性能，为科技创新提供更强有力的支撑；也需要不断将强大的科技实力与更多的业务场景融合，进一步增强智算实验室解决方案的业务场景应用能力，让更多科研机构与实验室享受到AI应用带来的技术红利，从而更加高效地开展科技创新，为行业智能化变革注入源源不断的新动力。
