量子城市要来了

2025-09-03 07:19:53 来源: 北京物联网智能技术应用协会

  上个月,上海市政府常务会议原则同意《上海城市空间治理领域人工智能应用暨量子城市空间智能建设实施方案(2026—2027年)》并指出,推进城市空间治理智慧化,要完善数据底座,强化语料资源和算力支撑,这意味着“量子城市”将从概念蓝图正式进入落地实践。

  耐人寻味的是,这份方案的执行周期定在2026—2027年,仅两年,留给人无限想象空间:这究竟是试探性的探索,还是一次带有“要真见效”意味的冲刺?

  就在大家还在揣测之时,7月底举行的2025世界人工智能大会(WAIC 2025)上海量子城市空间智能创新建设专题论坛上,上海就率先亮出了“成绩单”——发布首批五项量子城市空间智能建设核心成果。

  这让人不禁想追问:“量子城市”到底是什么?为什么要发展量子城市?上海的量子城市建设如今走到了哪一步?它和量子科技之间又有着怎样的关系?

  “量子城市”是什么?

  “量子城市”是一个抽象概念。上海市规划和自然资源局数字城市规划处处长庄澜介绍说,量子城市就是借助量子理论的“量子化”和“量子纠缠”概念,打造时空联动、虚实相生的数字体系,是上海探索使用人工智能技术赋能超大城市治理新模式。

  简单来说,“量子城市”不仅仅是用二维和三维数据把现实世界可视化,更重要的是基于人工智能的仿真推演和实时反馈,让大模型做到可计算、可交互,让数字城市学习现实城市的规律,最终又反馈到现实城市进行提升改造。

  量子城市,图片来源:上观新闻

  可以从“四个革命”理解其内涵:尺度革命,意味着城市治理将从大尺度分区走向“米料”级精细单元,实现对空间的精准运营;范式革命,借助人工智能和大模型推演能力,从传统的经验式规划迈向“AI for city”的科学决策;敏捷革命,通过数字孪生与实体城市的实时互动,实现如“量子纠缠”般的战略敏捷,应对高度不确定的需求变化;能动革命,承认城市的不确定性与人的主观能动性,推动治理从刚性管控走向弹性涌现。

  在实践中,上海提出的“量子城市”,就是利用人工智能、大模型和算力资源,对现实空间进行全域复刻——覆盖1.7万平方公里的城镇、郊野、海洋与地上地下空间——并通过仿真推演和实时反馈,让数字城市学习并优化现实城市的运行逻辑。与新加坡“虚拟新加坡”、东京“PLATEAU”、伦敦的AI孪生平台不同,上海探索的是全域、全场景级别的空间智能大模型,有望率先填补全球超大城市在这一领域的空白。

  为何发展量子城市?

  上海发展“量子城市”的背后,是城市发展需求与市民生活需求的双重驱动。

  一方面,作为接近2500万常住人口的超大城市,上海面临资源配置压力、人口老龄化、极端天气与突发事件等治理难题。传统以部门条块分割、被动响应为主的治理模式,难以满足市民对高效、公平公共服务的高期待。要解决这些问题,就必须引入更具“前瞻性”的系统,能够预测风险、规避风险。

  另一方面,随着数字化加速,人们的生活习惯和需求不断变化。过去学校、医疗、商场等设施往往按人口规模来配置,如今许多需求已转向线上,电商平台的兴起就是典型案例。这种转变暴露了线下设施建设响应迟缓、资源错配等问题。传统技术已无法应对数据多样、变量复杂的挑战,需要借助人工智能等前沿手段提升空间治理智慧。

  上海量子城市空间智能建设方案,图片来源新华财经

  “十四五”期间,上海已在数字治理方面取得突破,比如“一网统管”接入了超4亿个感知设备的数据。但更高层次的挑战随之而来:如何从海量数据603138)中提炼出真正具备前瞻性的洞察?“量子城市”的提出,正是为应对这一挑战。

  它的核心,是利用人工智能和量子技术的仿真推演能力,为城市规划与治理提供实时、动态、前瞻的支撑,从被动的“管理”模式迈向智能的“治理”模式。通过更精准的资源匹配与优化,提升国土空间利用效率,化解超大城市风险,实现对“人民城市”的更好兑现。

  上海的量子城市建设有哪些进展?

  日前,上海在2025世界人工智能大会(WAIC 2025)上公布了首批5项量子城市空间智能创新建设核心成果,分别是:

  1、坤舆经略·语料库(基础语料),是全国首个规划和自然资源领域全贯通的专项知识库,涵盖规划设计、测绘地理、自然资源3大领域,以及学科教材、政策法规、方案征集、档案成果等专业材料。

  2、云宇星空·大模型,专注规划和自然资源场景,为国土空间规划、自然资源管理、生态保护与修复等领域的垂域大模型及行业应用提供基础支撑和行业通用能力;具备对卫星遥感影像、城市规划图、三维实景模型、文本报告等异构数据的跨模态理解能力和时空理解能力。

  3、星域太格·A空造,基于上海规划资源“一张图”,以统一规则对上海全域立体空间进行无缝切分,打造空间立体贯通、陆海全域覆盖,最基础、最广泛的公开版时空底盘(A星)。

  4、绿屋数建·智能体,基于AI工作流辅助,利用数字化、智能化手段生成三维空间智能单元,通过感知设备获取动态数据,对空间运行使用、质量安全、环境品质等指标进行全息智能感知,支撑用户对空间的个性化使用需求。

  5、美好生活·掌中宝,即15分钟社区生活圈场景,旨在探索数字技术赋能全龄友好社区建设,彰显“人工智能+美好生活+城市治理”的复合效应。

  五大成果初步形成了一个相互关联、彼此赋能的完整技术生态系统,共同构筑动态学习、自我强化的智能闭环。语料库(燃料)为大模型(引擎)提供动力,大模型在空间底图(底盘)上运行,“绿房子”(细胞)等智能单元源源不断地提供精细化的真实数据流,而“美好生活·掌中宝”(界面)则将大模型的智能成果传递给市民,并捕捉市民的真实需求与行为数据,以居民需求驱动决策优化。这些数据再反哺语料库与大模型,使其不断迭代优化。

  量子科技如何赋能“量子城市”

  “量子城市”并不是把量子纠缠等物理现象直接搬到城市里,而是借鉴量子科技的理念,并逐步将其核心技术应用到城市治理之中。

  城市数据的实时互联与协同处理:量子纠缠的非局域性可以类比为城市中不同区域之间的信息即时传递和协同决策。例如,通过高速网络和智能系统,实现城市各个子系统(如交通、能源、环境监测等)之间的实时数据共享和协同优化,从而提升整体治理效率。

  量子通信加密技术在城市安全中的应用:量子纠缠可以用于构建量子密钥分发(QKD)系统,为城市治理提供高度安全的通信保障。例如,政府机构可以通过量子加密技术保护敏感信息的传输,防止数据泄露,确保城市治理过程中的信息安全。量子城域网正是在城域范围内以量子密钥分发技术+密码算法为基础,提供抗量子计算的安全解决方案,面向安全要求高的用户提供敏感信息传输安全服务。

  量子城域网大屏资料图

  中国电信601728)作为量子产业“国家队”,致力于加快抗量子计算新型安全基础设施建设,2025年5月发布全球首个融合QKD和PQC的分布式密码体系,基于该体系,建设全球首个量子安全基础设施,已完成北京、上海、广州、成都等16个重点城市量子城域网建设。

  量子算法在城市规划中的优化:虽然量子计算本身尚未大规模应用于城市治理,但量子算法(如量子退火、量子模拟)可能在未来用于解决复杂的城市规划问题,如交通流量优化、资源分配、能源调度等,从而提高治理的科学性和精准性。

  量子传感技术在城市环境监测中的应用:量子传感器具有极高的灵敏度,可用于监测城市中的微小变化,如空气质量、温度分布、地震活动等。这种技术可以帮助城市管理者更早发现潜在风险,提升城市的安全性和可持续性。上海静安区“绿房子”试点通过量子传感器实时监测建筑能耗与安全。

  可见,量子通信、量子计算、量子传感等前沿技术,正在为“量子城市”注入更高效、更安全、更智能的能力。它们让“量子城市”不再只是理念上的类比,而是逐步具备现实应用的技术底座。随着这些技术与城市治理的深度融合,量子城市的未来图景也正在从概念走向可感知、可验证的实践。

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